如何理解非整数维的场论?

比如Wilson-Fisher不动点这样的场论,该如何理解将\epsilon取为1能给出3d Ising模型比较好的预测? 这是否意味着,如果我们要认…
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我觉得punch line是 \epsilon - expansion的用处在于定性研究重整化群(renormalization group, RG)的结构,\epsilon - expansion本身是一个微扰重整化群的方法。就拿Ising model为例,在满足 \mathbb{Z}_2 对称性的情况下,你可以在拉格朗日量里面加偶数次方的项和梯度的项,比如, (\nabla\phi)^2, g_{2n}\phi^{2n} 。然后我们希望研究低能下的物理,即大尺度下的物理,可以用重整化群,不断地积掉高能部分,得到低能的有效模型。

如果只看up to 二阶项, \mathcal{L}=\frac{1}{2}(\nabla\phi)^2+g_2 \phi^2 ,这个理论有一个Gaussian fixed point, 意思是在任何能量尺度下,都可以通过rescale场和能量动量,使得新理论和原来的理论一样,没有哪一个coupling constant变得很小或者很大。(如果随着能量降低,coupling constant变大 称这一项为relevant,反之为irrelevant,不变则叫marginal。relevant的项会带你离开fixed point,marginal一般在高阶修正下变成marginal irrelevant(通常是这个)或者marginal relevant(kondo, non-abelian gauge))

加上 g_4\phi^4 项后,d=4时,这一项marginal,单圈修正下是marginal irrelevant,d>4 irrelevant,所以 d\ge4\phi^4 项都不会带你离开Gaussian fixed point。但是d<4,该项变成relevant,relevant项会在RG下变得巨大,从而该模型跑出perturbative的范围,就不能用RG来做了,但是既然从Gaussian fixed point跑出来,他总归要去一个地方,我们就很“创新大胆的”做d=4-\epsilon的微扰,这也确实给出了Wilson-Fisher fixed point。

但是!当考虑更高阶 \epsilon 的修正,级数变得不收敛,somehow可以用一些resummation的办法来使级数变得有意义并且critical exponents算的也很准确。

感觉一般都是用\epsilon - expansion作为一个guide,类似的还有Large-N,都是perturbative RG的方法,可以很方便的sketch相图,但更深刻的理解需要求助于其他场论模型。

这边的一些说法完全是在statistical field theory的框架下(Euclidean spacetime),当然方法QFT也适用,但是维度不同有更深刻的影响,比如对称性,anomaly之类的问题。比如QED3会有Chern simons term而4d的没有