Мгновенное кулоновское взаимодействие в КЭД

Кажется, я столкнулся с тривиальной (на первый взгляд) проблемой.

Это со страницы книги "Кварки и лептоны" (Халцен, Мартин). 141 , где рассматривается следующий интеграл:

(1) Т ф я "=" я д 4 Икс Дж 0 А ( т А , Икс А ) Дж 0 Б ( т А , Икс А ) 1 | д | 2 .
В уравнении ( 1 ) , Дж 0 А и Дж 0 Б являются нулевой составляющей двух электронных токов:
Дж мю ( Икс ) "=" Дж мю е Икс п [ ( п ф п я ) Икс ] .

Теперь, по мнению авторов, можно переписать ( 1 ) с помощью преобразования Фурье

(2) 1 | д | 2 "=" д 3 Икс е я д Икс 1 4 π | Икс | ,
к следующему
(3) Т ф я С о ты л "=" я д т А д 3 Икс А д 3 Икс Б Дж 0 А ( т , Икс Б ) Дж 0 Б ( т , Икс Б ) 4 π | Икс Б Икс А | .

Уравнение ( 3 ) тогда интерпретируется как мгновенное 1 Кулоновское взаимодействие между зарядами частиц, Дж 0 А и Дж 0 Б .

Вывод этого дан в ответе ниже.


1 Т.е. взаимодействие без запаздывания по времени т А .

Ответы (2)

Мне кажется, что в книге опечатка. Ваше исходное уравнение должно быть следующим:

Т ф я "=" я д ю д 3 д ( 2 π ) 4 А ~ ( д , ю ) Б ~ ( д , ю ) 1 | д | 2 ,
где А ~ обозначает преобразование Фурье А . Затем, используя
ф ~ ( д , ю ) "=" д т д 3 Икс ф ( Икс , т ) е я ( д Икс ю т )
приведет к желаемому результату.

Я подозревал, что нужно вернуться к определению токов, и действительно, при этом можно получить результат. Вот короткая версия.

Электронный ток определяется как [см. уравнение (6.6) в 1 ]

(1) Дж мю ( Икс ) "=" е ты ¯ ф γ мю ты я × е Икс п [ ( п ф п я ) Икс ]
что мы пишем как
(2) Дж мю ( Икс ) "=" Дж мю е Икс п [ ( п ф п я ) Икс ] .

Нам также нужно будет использовать

(3) д "=" п я А п ф А "=" п ф Б п я Б

Тогда интеграл ( 1 ) в исходном посте можно написать

(4) Т ф я "=" я д т А д 3 Икс А д 3 Икс Дж А Дж Б е я ( п ф А 0 п я А 0 ) т А е я ( п ф Б 0 п я Б 0 ) т А 1 | Икс | е я д Икс .

Теперь смещение Икс "=" Икс Б Икс А с д 3 Икс "=" д 3 Икс Б и используя ( 3 ) и

( п ф А п я А ) ( Икс Б Икс А ) "=" ( п ф Б п я Б ) Икс Б ( п ф А п я А ) Икс А ,

уравнение ( 4 ) становится

(3) Т ф я "=" я д т А д 3 Икс А д 3 Икс Б Дж 0 А ( т А , Икс А ) Дж 0 Б ( т А , Икс Б ) 4 π | Икс Б Икс А | ,
где Дж 0 А ( т А , Икс А ) соответствует ОП А ( т А , Икс А ) и так далее.


Ссылки: См. Приложение Дж. Х. Филда, Классический электромагнетизм как следствие закона Кулона, специальной теории относительности и принципа Гамильтона и его связи с квантовой электродинамикой.