相対性理論と量子力学
相対性理論と量子力学
見やすいアヒルの子 さんの書込 (2007/07/04(Wed) 13:09)
物理の専門的な知識は深くなく，いろいろな文献やサイトを見ているうちに興味が沸いたのでちょこちょこ調べてる程度の物理初心者です．
質問１：相対性理論と量子力学は相性が悪いというのを聞いたのですが，どんなところの相性が悪いのですか？ 質問２：場の量子論っていう分野とは相性が悪くはないのですか？ 質問３：超ひも理論で重力子がありますが，相対性理論では重力は空間が歪んでいるだけで，引力というものは存在しないと定義されてると思うのですが，なぜ後からでてきた超ひも理論で重力子を出してきたのでしょうか？
３つも質問してしまいましたが，１つだけでもいいです．心にたまった初心者なりの質問に答えてくれる人がいたらお願いします．
Re: 相対性理論と量子力学
toorisugari no Hiro さんのレス (2007/07/04(Wed) 14:48)
専門家でないので間違っていたらどなたか訂正してください．
> 質問１：相対性理論と量子力学は相性が悪いというのを聞いたのですが，どんなところの相性が悪いのですか？
相対論といっても，特殊相対論は何の問題もありません．(確かに難しくなりますが．．．)．量子力学あるいは場の量子論と相性が悪いのは一般相対性理論です． 理由は．．．詳しくは忘れてしまいました．．．．場の量子論では時空はパラメータとして扱うのに対して，一般相対性理論を考慮すると時空は物理量となり従来の扱いができない．．．．みたいな感じだったと思います．あと，一般相対論のもつ強い非線形性も問題だと聞いた記憶があります(繰り込み可能でないとか．．．)．
> 質問２：場の量子論っていう分野とは相性が悪くはないのですか？
量子力学と状況はおなじです(ていうより，一般相対論がらみの量子力学は場の量子論をさします．)．
- 場の量子論は事実上，共変な場の理論を指すことが多く(物性分野をのぞく)，これは特殊相対性理論が最初から考慮されたものですので，特殊相対論とは相性以前の話です．代表例が「量子電磁力学(QED)」で実験結果ともよく合い，理論も完成(私の聞いた限り)しています．
> 質問３：超ひも理論で重力子がありますが，相対性理論では重力は空間が歪んでいるだけで，引力というものは存在しないと定義されてると思うのですが，なぜ後からでてきた超ひも理論で重力子を出してきたのでしょうか？
ひも理論が出る遙か以前から，重力子は概念としてありました．これは電磁場の波を量子化した光子に対応するもので，時空のゆがみを波として考えたとき，それを量子化したものです．
一般相対性理論と場の量子論のパッチワーク的な結合はすでにたくさん提案されていて，例えばホーキングのブラックホールの理論などがそうですね(最近状況が変わったそうですが，私は知りません)，そういう意味あいで，重力子もひも理論の前からあります．
Re: 相対性理論と量子力学
mo さんのレス (2007/07/05(Thu) 22:58)
くわしくはないのですが moです．
1についてですが Hiroさんがおっしゃっているように 一般相対性理論は繰り込み不可能な理論であるということが 相性が悪いところではないでしょうか．
細かい話はよくわかりませんが・・・． 計算の途中で無限大になる量(?)が出てきてしまって 困ったことになるといったことがでしょうか．．．
