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位置空間の Feynman 則

2026年10月15日1分で読めますAI生成教科書『基礎理論』第3部 第3章 φ⁴ 理論の Feynman 則

AI 生成・木下が未勉強

場の量子論入門 第3部 第3章 §3.3.2 ★★★ 図と式の辞書。まず座標空間で作り、次に運動量空間へ移す。

nn 点相関関数の λ\lambda の VV 次の項は

1V!(−iλ4!)V∫ ⁣d4z1⋯d4zV  ⟨0∣T ⁣{ϕ1⋯ϕn ϕz14⋯ϕzV4}∣0⟩\frac{1}{V!}\Bigl(-\mathrm{i}\frac{\lambda}{4!}\Bigr)^{V}\int\!\mathrm{d}^4z_1\cdots\mathrm{d}^4z_V\; \langle 0 | \mathrm{T}\!\left\{\phi_1\cdots\phi_n\,\phi_{z_1}^4\cdots\phi_{z_V}^4\right\} | 0 \rangle

であり、Wick の定理でこの真空期待値を完全縮約の和に展開する。各完全縮約は、外点と頂点を線で結んだ図に一対一に対応する。そこで次の規則が得られる。

位置空間の Feynman 則(ϕ4\phi^4 理論)

相関関数 ⟨Ω∣T ⁣{ϕ(x1)⋯ϕ(xn)}∣Ω⟩\langle \Omega | \mathrm{T}\!\left\{\phi(x_1)\cdots\phi(x_n)\right\} | \Omega \rangle を計算するには、

  1. nn 個の外点と VV 個の頂点を描き、すべての点から出る線を余さず結んだ図をすべて列挙する(頂点からは必ず4本)。
  2. 各線に DF(x−y)D_F(x-y) を掛ける。
  3. 各頂点に −iλ∫d4z-\mathrm{i}\lambda\int\mathrm{d}^4z を掛ける。
  4. 図の対称因子 SS で割る(次節)。
  5. 真空泡(外点とつながらない部分図)を含む図は捨てる(§3.5 で相殺を示す)。

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