真空偏極は電荷を遮蔽する

場の量子論入門　第6部 第4章 §6.4.1　★★ 測定される電荷が距離（運動量移行）に依存するという物理像。

図 6.1.1(b) の真空偏極は、光子が伝わる途中で $e^+e^-$ 対に分かれてまた光子に戻る過程である。この効果を含めた光子の完全伝播関数は、式 (6.1.6) を使うと（Feynman ゲージで、外線に付く $q^\mu q^\nu$ 項はカレント保存で落ちるので無視して）

$$\frac{-\mathrm{i}\eta^{\mu\nu}}{q^2}\;\longrightarrow\;\frac{-\mathrm{i}\eta^{\mu\nu}}{q^2\bigl[1-\Pi(q^2)\bigr]}$$

となる。2つの電荷の間に働く力は光子交換で与えられるから、これは電荷の2乗が$e^2\to e^2/[1-\Pi(q^2)]$ と置き換わったことに等しい。

物理的な描像はこうである。真空中に置かれた電荷は、周囲に $e^+e^-$ 対を仮想的に励起する。正電荷は仮想電子を引き寄せ仮想陽電子を遠ざけるので、遠くから見た実効的な電荷は裸の値より小さくなる。近づくほど（運動量移行 $|q|$ を大きくするほど）遮蔽を突き抜けて裸の値に近づくので、測定される電荷は大きくなる。誘電体の中の電荷が分極によって遮蔽されるのと同じ機構が、真空そのもので起きている。