『현대 양자장론의 첫걸음』 — 토트샘의 새로운 교재 소개

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📖 『현대 양자장론의 첫걸음』 — 토트샘의 새로운 교재 소개

안녕하세요, 토트샘입니다.
오늘은 제가 준비한 교재 『현대 양자장론의 첫걸음』을 소개합니다.

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왜 이 책인가?

양자장론(QFT)은 현대 이론물리학의 핵심 언어이자, 가장 많은 학생들이 어려움을 느끼는 과목입니다.
특히 재규격화(renormalization) 과정과 1-고리 보정 계산은 장벽처럼 느껴지곤 합니다.

이 책은 그러한 장벽을 조금 더 쉽게 넘어설 수 있도록,

• ϕ⁴ 이론에서의 자외선 발산과 재규격화
• 차원재규격화와 카운터텀
• β-함수와 러닝 결합상수
• QED에서의 전자 자가에너지, 버텍스 보정, 그리고 전자 자기모멘트(g-2)를 실제 계산과 도표를 통해 차근차근 설명합니다.

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목차 개요

I고전장에서양자장으로
1고전장의언어
1.1장(場)의개념과라그랑지안밀도
1.2오일러–라그랑주방정식
1.3대칭·보존법칙과노에터정리
2양자화의두얼굴
2.1정준양자화: [ϕ(x,t),π(y,t)]=iℏδ3(x−y)
2.2경로적분:
2.3프로파게이터와시간정렬
3상호작용그림과퍼터베이션(perturbation)
3.1상호작용그림과S-행렬
3.2파인만규칙(예:ϕ4꼭짓점−iλ)
3.3 1-고리그래프의물리적의미
4재규격화첫걸음
4.1자외선발산과컷오프Λ
4.2정점(버텍스)보정·양자효과:ϕ4(λ)사례
4.3 β-함수와러닝상수(β(λ)
II게이지이론과표준모형
5국소대칭과게이지장
5.1 U(1)게이지변환:Aµ→Aµ+∂µα(x)
5.2비가환SU(N)양–밀스장
5.3게이지고정과파데에프–포포프절차
6전자기장과양자전기역학(QED)
6.1디랙라그랑지안
6.2전자기재규격화및g-인자.
6.3러닝전자기미세구조상수α(Q2)
7전약(電弱)통일
7.1대칭군SU(2)L×U(1)Y
7.2히그스기전:V(Φ)=µ2Φ†Φ+λ(Φ†Φ)2
7.3 W,Z보손질량MW=12gv
7.4전약대칭깨짐의실험검증
8양자색역학(QCD) 33
8.1색전하와게이지군SU(3)C
8.2점근적자유·컨파인먼트
8.3런닝강력상수αs(Q2)및ΛQCD
9표준모형의성공과한계
9.1중성미자질량과진동
9.2암흑물질·중력부재문제
9.3대칭성문제와자연스러움

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이 책의 의의

• 교재적 성격: 대학원 입문생이나 독학자들이 실제 계산을 따라가며 감을 잡을 수 있도록 구성했습니다.
• 실험과의 연결: 단순한 수학적 기법이 아니라, 전자 자기모멘트(g-2)나 QCD의 점근적 자유처럼 실험과 직접 맞닿는 성과를 보여줍니다.
• 무료 공개: 토트샘 유튜브 구독자분들께 드리는 감사의 마음으로 Zenodo에 무료 공개하였습니다.

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마무리

『현대 양자장론의 첫걸음』은 이름 그대로, 거대한 QFT 세계로 들어가는 첫걸음을 돕는 교재입니다.
양자장론의 “정답”보다는 “좋은 질문”을 품을 수 있도록, 학습자의 길잡이가 되기를 바랍니다.

👉 Zenodo에서 PDF 내려받기 https://doi.org/10.5281/zenodo.17104882

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