Представление диаграммы Фейнмана вариационной производной S-матрицы

В течение некоторого времени я изо всех сил пытаюсь понять раздел 6.4 в томе 1 Вайнберга. Там он отмечает, что если плотность гамильтониана взаимодействия расширяется за счет связи с полями с числами c ϵ ,

ЧАС я н т ( Икс ) ЧАС я н т ( Икс ) + ϵ ( Икс ) о ( Икс ) ,
где о являются некоторыми операторами в картине взаимодействия, то матрица S становится функционалом от ϵ . Этот функционал можно вычислить с помощью правил Фейнмана. Это совершенно ясно. Однако затем он утверждает, что если мы вычислим вариационную производную по отношению к ϵ в ϵ "=" 0 мы получаем сумму слагаемых, представленных диаграммами Фейнмана только с внутренними линиями, пересекающимися в точках. о ( Икс ) вершины. Я не понимаю, в чем причина отказа от диаграмм с внешними линиями, впадающими в о ( Икс ) вершины. В явном виде я получил формулу (которая также записана одной страницей позже у Вайнберга)
дельта р С β α [ ϵ ] дельта ϵ ( у 1 ) . . . дельта ϵ ( у р ) | ϵ "=" 0 "=" н "=" 0 ( я ) н + р β | Т { я "=" 1 н [ г Икс я ЧАС я н т ( Икс я ) ] о ( у 1 ) . . . о ( у р ) } | α .
Мне кажется, что полевые операторы в о ( у ) могут быть сжаты с начальным и конечным состояниями, как и в ЧАС я н т . Какая разница здесь?

Ответы (1)

В диаграммах Фейнмана в координатном представлении внешними линиями называются линии, у которых один конец фиксирован (т.е. имеет фиксированную координату, не участвующую в интегрировании), а другой конец является внутренней вершиной.

В вашей формуле, если операторы о ( у я ) имеют одночастичную природу (т.е. содержат Ψ или Ψ + но не их продукты), то у вас есть р внешние линии, начиная с у 1 , , у р . См. рис. 1: это пример для р "=" 4 , внешние линии синие.

Когда операторы о ( у я ) являются двухчастичными (например, текущие операторы, такие как Ψ + Дж ^ Ψ ), имеем относительно внешние вершины с координатами у 1 , , у р , каждая из которых является источником для двух внешних линий (см. рис. 2, внешние линии выделены синим цветом).

Что касается начального и конечного состояний | α и β | : если они зависят от его собственных координат, это может ввести в диаграмму дополнительные внешние вершины. Например, если | α "=" Ψ ( г α ) | 0 , | β "=" Ψ ( г β ) | 0 , вы получите дополнительные внешние вершины с координатами г α и г β . Если | α "=" Ψ + ( г α ) Ψ ( г α ) , она будет соответствовать двухчастичной вершине и т.д.

введите описание изображения здесь

Если у меня есть частица в начальном состоянии, я получаю диаграммы с линией начальной частицы, заканчивающейся в о ( у ) вершина?
Если я правильно понял процедуру дальнейших вычислений, то начальное и конечное состояния в итоге сводятся всего к нескольким дополнительным внешним операторам. Например, если начальное состояние представляет собой одночастичное возбужденное состояние, подобное | α "=" г Икс ф ( Икс ) Ψ + ( Икс ) | 0 > , то получаем "внешний" Ψ + ( Икс ) . Если о ( у ) также является одночастичным оператором, то спаривание Т о ( у ) Ψ + ( Икс ) (соответствует строке, о которой вы говорите) приведет к отключенным диаграммам, которые обычно отменяются.
Вы правы, что спаривание о ( у ) с начальным или конечным состоянием приведет к несвязной диаграмме, если только речь не идет о переходе одной частицы в вакуум (или наоборот). Однако Вайнберг прямо заявляет в своей книге, что он также рассматривает случай многочастичных операторов. Я думаю, что они должны внести реальный вклад в связанную часть С -матрица.
Честно говоря, я не понимаю, зачем нам использовать произвольные начальные и конечные состояния | α и | β вместо усреднения по вакууму или сфере Ферми (как в физике твердого тела), если мы уже ввели операторы о ( у ) которые могут играть ту же роль источников внешнего поля в начальный, конечный или промежуточный моменты времени. Может, так удобнее для дальнейших расчетов.