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갈릴레온

갈릴레온(galileon)은 양자장론에서 특별한 대칭을 갖는, 고차 미분 상호 작용을 가지는 스칼라장이다. 민코프스키 공간 위의 스칼라장 φ의 이론이 갈릴레이 변환 φ(x) → φ(x) + a + bμxμ에 대하여 불변일 때, 이 스칼라장 φ를 갈릴레온이라고 정의한다.

갈릴레온의 작용은 D차원 시공간에서 일반적으로 특정한 형태의 라그랑지언으로 표현되며, 여기에는 임의의 실수 결합 상수 α0, α1, …이 포함된다. 양자역학적으로 이론이 잘 정의되기 위해서는 α1 = 0이어야 하며, 운동항의 규격화를 통해 α2를 특정 값으로 설정할 수 있다.

일반적으로 3차 이상의 고차 미분항을 갖는 작용의 오일러-라그랑주 방정식은 장의 3차 이상의 미분에 의존하는 편미분 방정식이므로 불안정하다. 그러나 갈릴레온의 경우 오일러-라그랑주 방정식이 오직 장의 2차 미분에만 의존하는 성질을 가진다. 즉, 장의 1차 및 0차, 그리고 3차 이상의 미분은 장방정식에 등장하지 않는다.

'특수 갈릴레온(special galileon)'이라는 변형도 존재하는데, 이는 갈릴레이 대칭 외에도 추가적인 특별한 대칭을 갖는다.

갈릴레온은 2009년 중력을 연구하던 중 발견되었다. '갈릴레온'이라는 이름은 그 대칭이 갈릴레이 변환(Galilean transformation)과 흡사한 것에서 유래한다. 특수 갈릴레온은 2014년 경에 발견되었다. 갈릴레온은 각종 중력 이론에 응용되어 연구되고 있다.

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