Какова причина этих аргументов в QFT?

В книге «Квантовая теория поля и стандартная модель» при вычислении диаграмм поляризации вакуума в скалярной КЭД и после нескольких страниц в КЭД автор использует махающие рукой аргументы для вычисления некоторых интегралов, которые я действительно не могу понять .

Первый такой:

Добавление диаграмм дает

я Π 2 мю ν "=" е 2 д 4 к ( 2 π ) 4 4 к мю к ν + 2 п мю к ν + 2 п ν к мю п мю п ν + 2 г мю ν [ ( п к ) 2 м 2 ] [ ( п к ) 2 м 2 + я ϵ ] [ к 2 м 2 + я ϵ ]

К счастью, нам не нужно вычислять весь интеграл. Глядя на то, какую возможную форму он может иметь, мы можем выделить часть, которая внесет вклад в поправку к закону Кулона, и просто вычислить эту часть. По лоренц-инвариантности наиболее общая форма, которую Π 2 мю ν мог бы быть

Π 2 мю ν "=" Δ 1 ( п 2 , м 2 ) п 2 г мю ν + Δ 2 ( п 2 , м 2 ) п мю п ν

После обсуждения отношения между Π 2 мю ν и одетый пропагатор г мю ν автор пишет это как (в калибровке Фейнмана)

я г мю ν ( п ) "=" ( 1 + Δ 1 ) г мю ν + Δ 2 п мю п ν п 2 п 2 + я ϵ

Затем он говорит, что:

Далее обратите внимание, что Δ 2 термин - это просто смена калибра - он дает поправку на нефизический параметр калибра ξ в ковариантных калибровках. С ξ выпадает из любого физического процесса в силу калибровочной инвариантности, поэтому Δ 2 . Таким образом, нам нужно только вычислить Δ 1 . Это означает извлечение члена, пропорционального г мю ν в Π мю ν .

Большинство членов амплитуды в уравнении (16.24) не может дать г мю ν . Например, п мю п ν срок должен быть пропорционален п мю п ν и поэтому может только способствовать Δ 2 , поэтому мы можем игнорировать его. Для п мю к ν срок, мы можем тянуть п мю вне интеграла, поэтому, что бы ни давал оставшийся интеграл, он должен обеспечивать п ν по лоренц-инвариантности. Так что эти термины тоже можно игнорировать. к мю к ν срок важен - он может дать п мю п ν часть, но также может дать г мю ν часть, то, что мы ищем. Поэтому нам нужно только рассмотреть

Π 2 мю ν "=" я е 2 д 4 к ( 2 π ) 4 4 к мю к ν + 2 г мю ν [ ( п к ) 2 м 2 ] [ ( п к ) 2 м 2 + я ϵ ] [ к 2 м 2 + я ϵ ]

У меня тут три проблемы:

  1. Сначала я не могу понять, почему Π 2 мю ν должна иметь такую ​​форму. С п появляется в интеграле как параметр, я понимаю, что Π 2 мю ν является функцией п , но почему он должен иметь такой вид и какое отношение он имеет к лоренц-инвариантности, я никак не могу понять. Аргумент о том, что «поскольку единственная доступная вещь п мю единственные два тензора с индексами, которые мы можем построить, это г мю ν и п мю п ν "мне кажется маханием руками.

  2. Во-вторых, я не могу понять, почему, основываясь на калибровочной инвариантности, автор опускает Δ 2 срок. Я имею в виду, что он просто обнуляет кучу интегралов, для меня это не имеет особого смысла. Я имею в виду, что он принимает все термины, которые способствуют Δ 2 и сделать каждую из них равной нулю по отдельности. Почему просто их сумма не может быть равна нулю? В чем здесь смысл?

  3. Наконец, я не могу понять его анализ того, какие термины можно обнулить на основе бросания Δ 2 вне. Я знаю, что если мы п мю п ν интеграл будет скаляром, умножающим его, но почему интеграл с единицей п мю вынесенное за скобки должно по лоренц-инвариантности давать нечто, пропорциональное п ν ?

Что касается 1., вам может пригодиться 212856 .
Что касается 2., обратите внимание, что ранее в книге Шварц довольно подробно говорил о том, что п мю п ν термины в распространителе не могут изменять физические наблюдаемые, особенно в главе 8 и разделе 8.5.

Ответы (1)

  1. Данный г мю ν и п мю , есть только два тензора ранга 2, которые вы можете создать, а именно г мю ν и п мю п ν . Единственными операциями, которые изменяют ранг, являются сжатие и тензорное произведение, но чтобы получить тензор ранга 2, мы должны начать по крайней мере с тензора ранга 4, который является некоторым произведением г мю ν песок п мю s, но сокращение любой пары индексов дает либо г мю ν п ν "=" п мю , т.е. просто исключает один фактор из г , или п мю п мю , т.е. просто дает коэффициент п 2 и тензор на 2 ранга ниже. Следовательно, единственные независимые тензоры, которые мы можем построить, — это два тензора ранга 2, которые мы получаем напрямую, а именно г мю ν и п мю п ν , и общий тензор ранга 2, который является функцией г и п представляет собой комбинацию

    ф ( п 2 ) г мю ν + час ( п 2 ) п мю п ν .

  2. Автор не утверждает, что Δ 2 равен нулю или любому из составляющих его интегралов. Они говорят, что Δ 2 физически является «квантовой поправкой» к калибровочному параметру Фейнмана. ξ , но так как этот параметр с самого начала совершенно произволен и не имеет физического смысла, мы можем просто игнорировать Δ 2 , независимо от того, какое значение оно имеет.

  3. Это те же рассуждения, что и в шаге 1, только для тензора ранга 1: интеграл с одним п мю удалено является тензорной функцией ранга 1 г мю ν и п мю , но единственный тензор ранга 1, который вы можете получить, это п мю сам.

Что касается первого вопроса, я знаю, что это совершенно очевидно для вас, но поскольку ОП спросил, почему это происходит из лоренц-инвариантности, возможно, вы могли бы сказать несколько работ о том, почему невозможно построить Π мю ν как Π 00 "=" п 0 п 0 , Π 0 я "=" п 0 п я , и т. д