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在殼和離殼

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(重新導向自在壳

物理上,特別是量子場論中,物理系統的滿足經典運動方程的位形稱為在殼的,而其它的則稱為離殼的。

例如,在經典力學上的作用量表達中,變分原理的極值解是在殼的,而歐拉-拉格朗日方程就是在殼方程(也即,它們在離殼的情況不成立)。諾特定理也是在殼定理。

質量殼

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該術語來自質量殼,也就是質量雙曲面,它表示表述如下方程的解的能量動量空間中的雙曲面

這描述了靜質量m的粒子的能量E和動量p的組合在經典狹義相對論中所允許的取值範圍;這裡的c是指光速。質量殼方程經常用四維動量來表達,並使用愛因斯坦求和約定c = 1的單位制,也就是或者

費曼圖中和內部傳播子相關的虛擬粒子通常允許離殼,但該進程的幅度通常隨着遠離殼而減小;傳播子通常在質量殼上有奇異點

關於離殼集的常見誤解是它們違反能量守恆,但是實際上它們不違反能量守恆-因為能量不能在任意小的時間段內精確定義(參看測不準原理)。能量定義在越長的時間段內,它可以定義得越精確。因此,虛擬粒子的能量是測不準原理所允許的任意值(粒子的能量乘上它們存在的時間小於普朗克常數)。

(在討論傳播子的時候,滿足方程的E的負值被視為在殼的,雖然經典理論不允許粒子的能量為負值。這是因為傳播子將在一個方向承載能量和它的反粒子在另一個方向承載能量的情況總和到一個表達式中;負和正的在殼E不過就是表達了正能量的不同方向的流動。)