Фактор симметрии в теории ϕ4ϕ4\phi^4

У меня возникли проблемы, пытаясь понять, что такое фактор симметрии диаграммы Фейнмана на самом деле. Из книг я понял, что это геометрический фактор, который вы получаете количеством способов, которыми вы можете деформировать внутренние линии диаграммы так, чтобы она выглядела одинаково. То есть, я так понимаю, это не имеет ничего общего ни с количеством сжатий, приводящих к одной и той же топологии (теорема Вика), ни с 4 ! фактор Лагранжиана, ни с н ! фактор расширения серии Dyson и так далее.

Однако, когда я вижу здесь некоторые обсуждения, они, похоже, не учитывают этот геометрический фактор. Я дам вам резюме этого обсуждения :

Краткое содержание

Рассмотрим лагранжиан реального скалярного поля, заданный формулой

л "=" 1 2 ( ф ) 2 1 2 м 2 ф 2 λ 4 ! ф 4

Если не учитывать вклад улиток, единственная диаграмма, вносящая вклад в п 4 п 3 | Т ( ф ( у ) 4 ф ( Икс ) 4 ) | п 1 п 2 в одном цикле находится так называемый динозавр:

введите описание изображения здесь

Начнем с внешних ног слева. Существует восемь возможных мест для присоединения первой верхней левой внешней ноги: она может прикрепляться к одному из четырех возможных мест. ф Икс поля, либо к одному из четырех возможных ф у поля. В этом случае нижняя левая внешняя нога имеет только три варианта, поскольку, если первая нога прикреплена к ф Икс поле, эта нога также должна быть прикреплена к ф Икс поле и аналогично для ф у . Таким образом, присоединение этих ножек дает коэффициент 2 × 4 × 3 .

Теперь давайте сделаем ноги справа. Если ноги слева прикреплены к ф Икс , ноги справа должны быть прикреплены к ф у , и наоборот. Таким образом, есть только четыре варианта для верхнего правого внешнего участка и три варианта для верхнего левого внешнего участка. Таким образом, присоединение этих ножек дает коэффициент 4 × 3 .

Наконец, давайте прикрепим внутренние ножки. У первой ноги есть два места для крепления, а у второй только одно. Таким образом, мы получаем коэффициент 2 .

В целом, серия Dyson дает нам 1 2 ! , а вершины дают нам 1 4 ! 4 ! , поэтому фактор симметрии равен

2 × 4 × 3 × 4 × 3 × 2 2 ! 4 ! 4 ! "=" 1 2

Конец резюме

Здесь Джахан Клаес принимает во внимание 1 ( 4 ! ) 2 множитель из двух вершин; в 1 2 ! фактор из экспоненциального расширения Дайсона, который уравновешивается с 2 ! от смены ролей двух вершин; в 4 × 3 × 4 × 3 от сокращений наружных ног с полями; и дополнительный 2 от сокращений внутренних полей.

Должны ли мы также разделить это на 2, чтобы учесть перестановку внутренних линий, ведущих к одной и той же диаграмме?

Если это так, то почему мы должны отбрасывать одну из этих повторяющихся диаграмм? Не означает ли это, что такого рода диаграммы вносят больший вклад, чем другие диаграммы, в которых нет такого геометрического фактора?

Ответы (1)

У меня возникли проблемы с попыткой понять, что такое фактор симметрии диаграммы Фейнмана на самом деле. [...] Я понимаю, что это не имеет ничего общего ни с количеством сокращений, которые приводят к одной и той же топологии (теорема Вика), ни с 4 ! фактор Лагранжиана, ни с н ! фактор расширения серии Dyson.

Кажется, это довольно глубокая путаница в отношении того, что такое фактор симметрии. Мы не вводим коэффициенты симметрии только потому, что нам так хочется; они возникают естественно и автоматически. Обобщить:

  • При выполнении теории возмущений для н й заказ с ф 4 вершин, мы получаем множитель 1 / н ! из серии Dyson и фактор 1 / 4 ! из каждой вершины, благодаря коэффициенту в лагранжиане.
  • Эти факторы означают, что каждое сокращение Вика сопровождается фактором 1 / Н .
  • Есть несколько сокращений Вика, которые приводят к одной и той же диаграмме Фейнмана; говорят, что есть М . Тогда диаграмма Фейнмана, которая подсчитывает вклады всех сокращений Вика, которые приводят к ней, имеет коэффициент М / Н .
  • Факторы в Н обычно выбирают так, чтобы в большинстве случаев М "=" Н и диаграммы Фейнмана не имеют никаких факторов. Однако, если диаграмма Фейнмана симметрична, то два якобы различных сокращения Вика, которые создают диаграмму Фейнмана, могут на самом деле быть одним и тем же сокращением Вика. Следовательно М будет меньше, чем Н , так М / Н меньше чем 1 .
  • В общем, М / Н "=" 1 / С , где С представляет собой целое число, называемое коэффициентом симметрии. Но вы можете доказать, что С — размер группы симметрии диаграммы Фейнмана. Итак, если вы можете вычислить С , вы можете пропустить описанные выше шаги.

В своем ответе Джахан Клас явно проделал эту процедуру, чтобы показать, что нарисованная вами диаграмма Фейнмана имеет коэффициент 1 / 2 . Вы также можете получить этот коэффициент, заметив, что С "=" 2 . Но вы не умножаете на 1 / 2 дважды , потому что они считают одно и то же.

Теперь все ясно. Думаю, меня смутил не очень удачный способ выражения этого у Пескина. Спасибо!
Как вы это докажете С размер группы симметрии диаграммы Фейнмана?
Что вы подразумеваете под «группой симметрии»? Вращения, отражения и т.д.?