[科普中國(guó)]-粒子物理現(xiàn)象學(xué)

理論粒子物理中的粒子物理現(xiàn)象學(xué)（英文：particle physics phenomenology）處理有關(guān)理論物理在高能粒子實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。在標(biāo)準(zhǔn)模型的框架內(nèi)，現(xiàn)象學(xué)家為實(shí)驗(yàn)計(jì)算詳細(xì)的預(yù)測(cè)結(jié)果，通常要求非常精準(zhǔn)（例如需包括輻射修正）。在標(biāo)準(zhǔn)模型外的的框架，現(xiàn)象學(xué)家評(píng)估新模型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：如何尋找它們的新粒子、怎樣測(cè)量模型的參數(shù)，以及怎樣分辦不同甚至對(duì)立的模型?，F(xiàn)象學(xué)是理論物理中的數(shù)學(xué)模型（例如不同的量子場(chǎng)論及有關(guān)時(shí)空結(jié)構(gòu)的理論）與實(shí)驗(yàn)粒子物理的一道橋梁。

簡(jiǎn)介理論粒子物理中的粒子物理現(xiàn)象學(xué)（英文：particle physics phenomenology）處理有關(guān)理論物理在高能粒子實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。在標(biāo)準(zhǔn)模型的框架內(nèi)，現(xiàn)象學(xué)家為實(shí)驗(yàn)計(jì)算詳細(xì)的預(yù)測(cè)結(jié)果，通常要求非常精準(zhǔn)（例如需包括輻射修正）。在標(biāo)準(zhǔn)模型外的的框架，現(xiàn)象學(xué)家評(píng)估新模型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：如何尋找它們的新粒子、怎樣測(cè)量模型的參數(shù)，以及怎樣分辦不同甚至對(duì)立的模型?，F(xiàn)象學(xué)是理論物理中的數(shù)學(xué)模型（例如不同的量子場(chǎng)論及有關(guān)時(shí)空結(jié)構(gòu)的理論）與實(shí)驗(yàn)粒子物理的一道橋梁。1

粒子物理學(xué)粒子物理學(xué)是研究組成物質(zhì)和射線的基本粒子以及它們之間相互作用的一個(gè)物理學(xué)分支。由于許多基本粒子在大自然的一般條件下不存在或不單獨(dú)出現(xiàn)，物理學(xué)家只有使用粒子加速器在高能相撞的條件下才能生產(chǎn)和研究它們，因此粒子物理學(xué)也被稱(chēng)為高能物理學(xué)。1

標(biāo)準(zhǔn)模型在粒子物理學(xué)里，標(biāo)準(zhǔn)模型（英語(yǔ)：Standard Model，SM）是描述強(qiáng)力、弱力及電磁力這三種基本力及組成所有物質(zhì)基本粒子的理論，屬于量子場(chǎng)論的范疇，并與量子力學(xué)及狹義相對(duì)論相容。到目前為止，幾乎所有對(duì)以上三種力的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果都合乎這套理論的預(yù)測(cè)。但是標(biāo)準(zhǔn)模型還不是萬(wàn)有理論，主要是因?yàn)檫€沒(méi)有描述引力。1

重整化重整化（Renormalization）是量子場(chǎng)論、場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)力學(xué)和自相似幾何結(jié)構(gòu)中解決計(jì)算過(guò)程中出現(xiàn)無(wú)窮大的一系列方法。

在量子場(chǎng)論發(fā)展的早期，人們發(fā)現(xiàn)許多圈圖（即微擾展開(kāi)的高階項(xiàng)）的計(jì)算結(jié)果含有發(fā)散（即無(wú)窮大）項(xiàng)。重整化是解決這個(gè)困難的一個(gè)方案。一個(gè)理論如果只有有限種發(fā)散項(xiàng)，則可以在拉氏量中引進(jìn)有限數(shù)目的項(xiàng)來(lái)抵消這些無(wú)窮大項(xiàng)，這種情形被稱(chēng)為可重整。反之，如果理論中有無(wú)限種發(fā)散項(xiàng)，則稱(chēng)為不可重整。

可重整化曾被認(rèn)為一個(gè)場(chǎng)論所必需滿(mǎn)足的自洽性要求。它在量子電動(dòng)力學(xué)和量子規(guī)范場(chǎng)論的發(fā)展過(guò)程中起過(guò)重要的作用。粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型也是可重整的。

現(xiàn)代場(chǎng)論的觀點(diǎn)認(rèn)為所有理論都只是有效理論，它們都有它們的適用范圍。除了所謂的終極理論，所有理論在原則上都是不可重整的。在這種觀點(diǎn)下，重整化只是聯(lián)系不同能標(biāo)下理論的一種方法。1

延伸閱讀標(biāo)準(zhǔn)模型外的物理

現(xiàn)象學(xué)

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李曉林 - 教授 - 西南大學(xué)