Физическая интерпретация запаздывающих и фейнмановских пропагаторов?

Рассчитываем пропагатор в реальном пространстве Δ ( Икс ) для свободного вещественного скалярного поля ф ( Икс ) с массой м путем выполнения преобразования Фурье (используя соглашение о знаках +---)

Δ ( Икс ) "=" г 3 к г ю ( 2 π ) 4 е я к Икс к 2 м 2

В зависимости от того, деформируем ли мы контур интегрирования для ю интегрально с той же или противоположными сторонами двух полюсов в ю "=" ± к 2 + м 2 , мы получаем либо запаздывающий, либо фейнмановский пропагатор (или опережающий, или антивременно-упорядоченный пропагатор, но давайте проигнорируем эти два варианта).

Из статьи Википедии о пропагаторе запаздывающий пропагатор — это

г рет ( Икс ) "=" я [ ф ( Икс ) , ф ( 0 ) ] Θ ( Икс 0 ) "=" 1 2 π дельта ( т 2 ) м Дж 1 ( м т ) 4 π т

если Икс находится внутри будущего светового конуса начала координат и равна нулю в противном случае, где Θ ступенчатая функция, дельта дельта-функция Дирака, т правильное время Икс Икс , и Дж 1 функция Бесселя. Пропагатор Фейнмана это

г Ф ( Икс ) "=" я Т ф ( Икс ) ф ( 0 ) "=" { 1 4 π дельта ( с ) + м 8 π с ЧАС 1 ( 2 ) ( м с ) если  с 0 я м 4 π 2 с К 1 ( м с ) если  с < 0 ,

где Т является символом временного порядка, с пространственно-временной интервал Икс Икс , ЧАС ( 2 ) функция Ганкеля и К 1 модифицированная функция Бесселя.

Глядя на значения ожидания оператора, становится ясно, что пропагатор Фейнмана является правильным для использования для расчета вероятностей распространения из прошлого в будущее. Но глядя на фактические функциональные выражения, г рет наивно «выглядит» более каузально правильным, потому что он исчезает за пределами светового конуса, как мы наивно ожидали от пропагатора частиц. (Я знаю, я знаю, что пространственноподобные корреляции затухают экспоненциально и на самом деле не нарушают причинно-следственную связь, потому что они не могут передавать причинное влияние и т. д. и т. д.)

Запаздывающий пропагатор г рет имеют какое-то физическое значение? Я понимаю, почему локальность требует г рет ( Икс ) 0 для Икс за пределами светового конуса, но кажется немного странным, что как только мы применяем это, мы полностью игнорируем его значение внутри светового конуса. Но я не знаю, как интерпретировать ф ( 0 ) ф ( Икс ) часть г рет если Икс 0 положительный.

Ответы (1)

Свертка г р е т * ф запаздывающего пропагатора г р е т с исходным термином ф обращающееся в нуль достаточно далеко в прошлом, является единственным решением неоднородного уравнения Клейна-Гордона с исходным членом ф который уходит в далекое прошлое. Это обязательно нетривиальная суперпозиция решений с положительной и отрицательной энергией во все моменты времени, когда она не тождественно равна нулю, именно потому, что она обращается в нуль вне будущего светового конуса носителя ф .

Свертка г Ф * ф пропагатора Фейнмана г Ф с исходным термином ф обращающееся в нуль вне ограниченной области пространства-времени, в свою очередь, является решением неоднородного уравнения Клейна-Гордона, имеющим положительную энергию вне прошлого светового конуса носителя ф (т.е. в далеком будущем) и отрицательной энергии вне будущего светового конуса опоры ф (то есть в далеком прошлом). Из-за этого он не может исчезнуть ни в какой непустой открытой области пространства-времени, в отличие от г р е т * ф .

Соотношение между опорой в позиционном пространстве и опорой в импульсном пространстве г р е т и г Ф можно рассматривать как следствие принципа неопределенности, который ограничивает области, в которых распределение может обращаться в нуль в координатном и импульсном пространстве (последнее после преобразования Фурье).

Спасибо, это полезно. Но какова физическая (а не математическая) интерпретация г рет с точки зрения распространения частиц или античастиц?
Мне трудно предложить физическую интерпретацию г р е т с точки зрения квантовых частиц. Это по своей сути классический объект в следующем смысле: если вы соедините квантовое поле Клейна-Гордона с классическим внешним источником, который исчезает в далеком прошлом и использует вакуум как ваше «внутри» состояние, ваше состояние после источника будет « «включено» будет когерентным состоянием (следовательно, с неопределенным числом частиц), таким, что одноточечная функция в этом состоянии удовлетворяет неоднородному уравнению Клейна-Гордона с тем же источником.
Вы можете увидеть описанный выше механизм, действующий в противоположном направлении в приближении Блоха-Нордсика к (скалярной) КЭД, который имеет эффект поворота одного из полюсов пропагатора скалярного поля «наоборот» и делает его запаздывающим. пропагандист. В результате сектор (мягких) фотонов эволюционирует из вакуума в фотонное когерентное состояние, соответствующее инфракрасному облаку. Это происходит потому, что квантовые фотоны начинают видеть скалярное поле как классический источник из-за его модифицированного пропагатора. То же самое, конечно, происходит и в спинорной КЭД.