{"id":191,"date":"2021-02-02T06:52:24","date_gmt":"2021-02-02T11:52:24","guid":{"rendered":"https:\/\/qft-mathphys.uniandes.edu.co\/anreyes\/?page_id=191"},"modified":"2025-03-31T20:41:00","modified_gmt":"2025-04-01T01:41:00","slug":"renormalizacion-perturbativa","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/qft-mathphys.uniandes.edu.co\/anreyes\/renormalizacion-perturbativa\/","title":{"rendered":"Renormalizaci\u00f3n Perturbativa"},"content":{"rendered":"\n<div class=\"wp-block-buttons is-layout-flex wp-block-buttons-is-layout-flex\">\n<div class=\"wp-block-button is-style-outline is-style-outline--abbbbca041ab6523e04850e6e3da8916\"><a class=\"wp-block-button__link wp-element-button\" href=\"https:\/\/qft-mathphys.uniandes.edu.co\/anreyes\/wp-content\/uploads\/2024\/02\/Programa-Renormalizacion-2024.pdf\" style=\"border-radius:50px\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Programa<\/a><\/div>\n<\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Temas a cubrir durante el curso <\/h2>\n\n\n\n<ol class=\"wp-block-list\">\n<li>El campo escalar y su cuantizaci\u00f3n \u2714 <\/li>\n\n\n\n<li>La serie de Dyson. Orden normal y los teoremas de Wick \u2714<\/li>\n\n\n\n<li>Diagramas de Feynman \u2714<\/li>\n\n\n\n<li>Regularizaci\u00f3n dimensional (dim-reg) \u2714<\/li>\n\n\n\n<li>Aislamiento de divergencias y contrat\u00e9rminos \u2714 <\/li>\n\n\n\n<li>La f\u00f3rmula de Gell-Mann &amp; Low \u2714<\/li>\n\n\n\n<li>La representaci\u00f3n de K\u00e4llen-Lehmann \u2714<\/li>\n\n\n\n<li>El operador de scattering<\/li>\n\n\n\n<li>F\u00f3rmulas covariantes para la secci\u00f3n eficaz<\/li>\n\n\n\n<li>Aplicaciones: electrodin\u00e1mica cu\u00e1ntica (QED)<\/li>\n\n\n\n<li>El m\u00e9todo BPHZ (Bogoliubov-Parasiuk-Hepp-Zimmermann)<\/li>\n\n\n\n<li>Comparaci\u00f3n entre BPHZ y dim-reg<\/li>\n\n\n\n<li>El m\u00e9todo de Epstein-Glaser<\/li>\n\n\n\n<li>Aplicaciones de Epstein-Glaser a QED<\/li>\n\n\n\n<li>El grupo de renormalizaci\u00f3n<\/li>\n\n\n\n<li>T\u00f3picos adicionales (dependiendo del tiempo disponible)<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Bit\u00e1cora y notas de clase (2024)<\/h2>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Semana 1 (22-26 enero)<\/h3>\n\n\n\n<p>Las primeras clases las dedicamos a repasar algunos conceptos b\u00e1sicos necesarios para iniciar el curso. Entre estos se encuentran la cuantizaci\u00f3n del campo escalar, la serie de Dyson y los teoremas de Wick. <a href=\"https:\/\/qft-mathphys.uniandes.edu.co\/anreyes\/wp-content\/uploads\/2021\/02\/1-Campo-escalar.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\" title=\"En estas notas\">En estas notas<\/a> se describe uno de los m\u00e9todos est\u00e1ndar de cuantizaci\u00f3n del campo escalar, viendo al campo como una &#8220;colecci\u00f3n infinita&#8221; de osciladores. Adicionalmente, en estas mismas notas presento una versi\u00f3n elemental de otro m\u00e9todo de cuantizaci\u00f3n que es muy conveniente en otros contextos (como, por ejemplo, el de la cuantizaci\u00f3n de un campo libre en un espacio-tiempo curvo), y que consiste en reconocer que el espacio de soluciones de la ecuaci\u00f3n de movimiento viene dotado naturalmente de una estructura simpl\u00e9ctica. Tambi\u00e9n aprovecho para discutir las funcione de Green avanzadas\/retardadas en el caso sencillo del oscilador arm\u00f3nico. Algunos detalles adicionales sobre la cuantizaci\u00f3n can\u00f3nica del campo escalar pueden ser consultados <a href=\"https:\/\/qft-mathphys.uniandes.edu.co\/anreyes\/wp-content\/uploads\/2024\/02\/1-Cuantizacion-del-campo-escalar-2023.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\" title=\"aqu\u00ed\">aqu\u00ed<\/a>. Para un breve repaso de la serie de Dyson y los teoremas de Wick en el caso bos\u00f3nico, consultar las notas de clase del curso de F\u00edsica de Part\u00edculas, <a href=\"https:\/\/qft-mathphys.uniandes.edu.co\/anreyes\/fisica-de-particulas\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\" title=\"disponibles aqu\u00ed.\">disponibles aqu\u00ed.<\/a> Aparte de las notas clase, algunas referencias para el tema tratado esta semana son: <\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Scheck, Quantum Physics, secci\u00f3n 7.1 (The Klein-Gordon Field)<\/li>\n\n\n\n<li>Bogoliubov &amp; Shirkov, <a href=\"https:\/\/www.amazon.com\/Quantum-Fields-N-Bogoliubov\/dp\/0805309837\">Quantum Fields<\/a>, cap\u00edtulo II (Quantization of Free Fields)<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Semana 2 (29 enero-02 febrero)<\/h3>\n\n\n\n<p>Esta semana la dedicamos a estudiar, mediante el sencillo ejemplo de una teor\u00eda $\\lambda  \\varphi^4$, la forma en que emergen las reglas de Feynman a partir de la serie de Dyson. Aunque no formulamos la reglas en el espacio de momento, la forma combinatoria de las expresiones que surgen de la serie de Dyson es suficiente para entender c\u00f3mo los diagramas nos permiten obtener una representaci\u00f3n gr\u00e1fica muy eficiente de cada t\u00e9rmino. Las notas de clase para esta ilustraci\u00f3n de las reglas de Feynman se pueden consultar aqu\u00ed: <a href=\"https:\/\/qft-mathphys.uniandes.edu.co\/anreyes\/wp-content\/uploads\/2024\/02\/11-Diagramas-de-Feynman-Phi-4.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\" title=\"notas diagramas en $\\lambda \\varphi^4$.\">notas diagramas en $\\lambda \\varphi^4$.<\/a> El otro tema que se discuti\u00f3 esta semana fue el m\u00e9todo de <em>regularizaci\u00f3n dimensional<\/em> que, haciendo uso de la estructura de polos de la funci\u00f3n gamma, nos permite -de cierta forma- aislar las divergencias que aparecen en las integrales de Feynman. Las notas de clase sobre regularizaci\u00f3n dimensional se pueden consultar <a href=\"https:\/\/qft-mathphys.uniandes.edu.co\/anreyes\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/4-Regularizacion-dimensional.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\" title=\"aqu\u00ed.\">aqu\u00ed.<\/a> La siguiente es una buena referencia sobre este m\u00e9todo:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>S. Weinzierl, Introduction to Feynman Integrals (<a href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/1005.1855\" data-type=\"URL\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">arXiv:1005.1855<\/a>)<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Semana 3 (05-09 febrero)<\/h3>\n\n\n\n<p>La clase del mi\u00e9rcoles estuvo dedicada a introducir la idea de los <em>&#8220;contrat\u00e9rminos&#8221;<\/em>, como una forma de eliminar las divergencias que aparecen en los diagramas de Feynman. Un ejemplo suficientemente sencillo, pero que ilustra adecuadamente la t\u00e9cnica, es el de un diagrama de auto-energ\u00eda en una teor\u00eda  $\\lambda  \\varphi^3$. En este caso, la divergencia (logar\u00edtmica) que aparece se debe al hecho de que -en el espacio de posici\u00f3n- aparece un producto de la forma $\\Delta_F \\,(x)^2$ que, como hemos visto, no est\u00e1 definido como distribuci\u00f3n. Al pasar al espacio de momento, vimos que este problema se traduce en el hecho de que la integral \\begin{equation} I(k) = \\frac{i}{\\pi^2}\\int \\frac{d^4p}{(p^2-m^2+i 0)((p-k)^2-m^2+i 0) } \\end{equation} es divergente. Al regularizar esta integral usando el m\u00e9todo de regularizaci\u00f3n dimensional, obtenemos una expresi\u00f3n de la forma \\begin{equation} \\mathrm{reg}_\\varepsilon I(k)= I_{\\mathrm{sing}}^{(\\varepsilon)}   +I_{\\mathrm{fin}}(k,\\mu), \\end{equation}<\/p>\n\n\n\n<p>donde el primer t\u00e9rmino es un t\u00e9rmino singular (que diverge cuando se &#8220;levanta&#8221; la regularizaci\u00f3n) y el segundo un t\u00e9rmino finito. Al calcular la transformada inversa de Fourier (manteniendo $\\varepsilon&gt;0$) obtenemos una &#8220;versi\u00f3n regularizada&#8221; del producto  $\\Delta_F \\,(x)^2$. Vimos que el t\u00e9rmino singular $I_{\\mathrm{sing}}^{(\\varepsilon)}$ aparece como el coeficiente de una distribuci\u00f3n $\\delta (x)$. Al reemplazar este producto regularizado en la integral que proviene de la serie de Dyson, vimos que la contribuci\u00f3n del t\u00e9rmino singular daba lugar a un <em>operador cuasi-local<\/em> que, debido a la presencia de la distribuci\u00f3n delta, generaba un t\u00e9rmino que ten\u00eda la apariencia de un t\u00e9rmino de masa del Lagrangiano. De aqu\u00ed proviene la idea de escribir el par\u00e1metro de masa que aparece originalmente en el Lagrangiano en la forma $m^2=(m^*)^2 +(\\delta m)^2$: $\\quad$ vemos que el t\u00e9rmino proporcional a    $(\\delta m)^2$ da lugar a una expresi\u00f3n que se puede ajustar para hacer que se cancele con $I_{\\mathrm{sing}}^{(\\varepsilon)}$. El viernes iniciamos el estudio de varias de las funciones singulares (distribuciones) de las que haremos uso. Entre estas se encuentran la funci\u00f3n de Pauli-Jordan $\\Delta_0$, las funciones de Green avanzadas y retardadas, $\\Delta_{\\textrm{ret}}, \\Delta_{\\textrm{adv}}$, las funciones de dos puntos, $\\Delta_{\\pm}$, y el propagador de Feynman $\\Delta_F$.<\/p>\n\n\n\n<p>Las siguientes son las notas de clase para los temas de esta semana:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Aislamiento de divergencias y contra-t\u00e9rminos: <a href=\"https:\/\/qft-mathphys.uniandes.edu.co\/anreyes\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/5-Aislamiento-de-divergencias-y-contra-terminos.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\" title=\"PDF\">PDF<\/a><\/li>\n\n\n\n<li>Funciones de Green: <a href=\"https:\/\/qft-mathphys.uniandes.edu.co\/anreyes\/wp-content\/uploads\/2024\/02\/Funciones-de-Green.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\" title=\"PDF\">PDF<\/a><\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Semana 4 (12-16 febrero)<\/h3>\n\n\n\n<p>La f\u00f3rmula &#8220;m\u00e1gica&#8221; de Gell-Mann y Low permite calcular funciones de correlaci\u00f3n para una teor\u00eda interactuante en t\u00e9rminos de funciones de correlaci\u00f3n de la teor\u00eda libre. Aunque se trata de una f\u00f3rmula heur\u00edstica, cuya validez solo puede ser establecida en algunos casos (ver, p. ej., arXiv:0807.4218), es a partir de esta que se realizan los c\u00e1lculos perturbativos en teor\u00eda cu\u00e1ntica de campos y, como veremos m\u00e1s adelante, los resultados que se obtienen son sorprendentes. Para ilustrar c\u00f3mo se usa la f\u00f3rmula, en clase desarrollamos un ejemplo expl\u00edcito, que puede ser consultado en las notas listadas aqui:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>F\u00f3rmula de Gell-Mann-Low: ejemplo con una teor\u00eda $\\lambda \\varphi^3$: <a href=\"https:\/\/qft-mathphys.uniandes.edu.co\/anreyes\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/Gell-Mann-Low-ejemplo-5-03-2024.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\" title=\"PDF\">PDF<\/a> <\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Semana 5 (19-23 febrero)<\/h3>\n\n\n\n<p>Axiomas de Wightman + nociones de topolog\u00eda<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Axiomas de Wightman: <a href=\"https:\/\/qft-mathphys.uniandes.edu.co\/anreyes\/wp-content\/uploads\/2024\/02\/Wightman.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\" title=\"PDF\">PDF<\/a><\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Semana 6 (26 febrero-1 marzo)<\/h3>\n\n\n\n<p>Representaci\u00f3n de K\u00e4llen-Lehmann. <\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Polo y residuo del propagador: <a href=\"https:\/\/qft-mathphys.uniandes.edu.co\/anreyes\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/Propagador_-polo-y-residuo-4-03-2024.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\" title=\"PDF\">PDF<\/a><\/li>\n\n\n\n<li>Representaci\u00f3n de K\u00e4llen-Lehmann: <\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Semana 7 (4-8 marzo)<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>F\u00f3rmulas de reducci\u00f3n (LSZ):<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Semana 8 (11-15 marzo)<\/h3>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Semana 9 (1-5 abril)<\/h3>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Semana 10 (8-12 abril)<\/h3>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Semana 11 (15-19 abril) <\/h3>\n\n\n\n<p>Bogoliubov-Shirkov, sec. 21 <a href=\"https:\/\/qft-mathphys.uniandes.edu.co\/anreyes\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/BS-sec-21-The-Interaction-Lagrangian-and-the-S-Matrix.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\" title=\"\">PDF<\/a><\/p>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Semana 12 (22-26 abril) <\/h3>\n\n\n\n<p>El m\u00e9todo de Epstein-Glaser: consecuencias de las condiciones de unitareidad y causalidad. &#8220;Splitting&#8221; de distribuciones causales. <a href=\"https:\/\/qft-mathphys.uniandes.edu.co\/anreyes\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/EG-splitting-distribuciones.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\" title=\"\">PDF<\/a><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Tareas<\/h2>\n\n\n\n<p><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Temas a cubrir durante el curso Bit\u00e1cora y notas de clase (2024) Semana 1 (22-26 enero) Las primeras clases las dedicamos a repasar algunos conceptos b\u00e1sicos necesarios para iniciar el curso. 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