Я читаю книгу Строкки «Непертурбативные основы квантовой теории поля».
В главе, посвященной регуляризации точечного расщепления, где свободный ток Дирака определяется следующим образом
Джмю( х ) ≡лимϵ → 0[ψ¯( х + ϵ )γмюψ ( Икс ) - ⟨ψ¯( х + ϵ )γмюψ ( Икс ) ⟩ ]
чтобы придать точное значение произведению двух распределений, оцененных в одной и той же точке, есть следующее утверждение о спектральных свойствах текущей функции коммутатора:
⟨ [Джмю( х ) ,Джν( у) ] ⟩ = ( □гмк ν−∂мю∂ν) ∫гр (мю2) я Δ ( х - у;мю2)
где
я Δ ( х - у;мю2)
есть коммутаторная функция свободного скалярного поля массы
мю
, и
р (мю2) =13 ( 2 π)21 —4м2мю2−−−−−−−√( 1 +2м2мю2) .
Подсказка состоит в том, чтобы рассчитать этот спектр, вставив полный набор состояний электрон-позитронных пар. Как я могу это сделать?
Я попытался вставить их в получение двухточечной функции: (я сохраняю метку спина неявной в сумме по всему набору)
⟨Джмю( х )Джν( у) ⟩ = ∫гмю2∫г3к( 2 π)312юмю( к )⟨Джмю( х ) | к ;мю2⟩ ⟨ к ;мю2|Джν( у) ⟩ == ∫гмю2∫г3к( 2 π)312юмю( к )е− я k ⋅ ( x − y)⟨Джмю( 0 ) | к ;мю2⟩ ⟨ к ;мю2|Джν( 0 ) ⟩
теперь я могу рассмотреть усиление Лоренца
Λк
так что это приводит нас в систему покоя состояния одиночной частицы
| к ;мю2⟩
:
U(Λк) | к ;мю2⟩ = | 0 ;мю2⟩
, а по ковариации (векторного) тока
Джмю
у нас есть
⟨Джмю( х )Джν( у) ⟩ = ∫гмю2⟨Джр( 0 ) | 0 ;мю2⟩ ⟨ 0 ;мю2|Джλ( 0 ) ⟩ ∫г3к( 2 π)312юмю( к )е− я k ⋅ ( x − y)(Λк)рмю(Λк)λν.
Предполагая, что приведенная выше структура верна, поскольку дифференциальный оператор
□гмк ν−∂мю∂ν
диктуется ковариацией Лоренца и сохранением тока, мы действительно имеем:
⟨Джмю( х )Джν( у) ⟩ = ( □гмк ν−∂мю∂ν) ∫гр (мю2) яΔ+( х - у;мю2) == ( □гмк ν−∂мю∂ν) ∫гр (мю2) ∫г3к( 2 π)312юмю( к )е− я k ⋅ ( x − y)"="= ∫гр (мю2) ∫г3к( 2 π)3−мю2гмк ν+кмюкν2юмю( к )е− я k ⋅ ( x − y)
и проследив и приравняв оба выражения получаем, так как
Λрмюгмк νΛλν"="гρ λ
:
р (мю2) = -гρ λ3мю2⟨Джр( 0 ) | 0 ;мю2⟩ ⟨ 0 ;мю2|Джλ( 0 ) ⟩ .
Моя проблема здесь: матричный элемент
⟨Джр( 0 ) | 0 ;мю2⟩
похоже, исчезает одинаково, поскольку в ожидаемом значении вакуума есть три оператора уничтожения/создания! Что я пропустил?
(РЕДАКТИРОВАТЬ)
Хорошо, я думаю, я должен просуммировать промежуточные состояния частица-античастица, а не только состояния отдельных частиц, которые приводят к тому, что ve одинаково обращается в нуль.
Указание инвариантного элемента фазового пространства как
∫гΠ ( к ) ≡ ∫г3к( 2 π)312юм( к )
мы получаем, позволяя
к
и
п
- импульс соответственно электрона и позитрона и
д2
квадрат центра масс энергия
⟨Джмю( х )Джν( у) ⟩ = ∫гд2∫гΠ ( к ) ∫гΠ ( п ) ⟨Джмю( х ) | к , р ;д2⟩ ⟨ к , п ;д2|Джν( у) ⟩
теперь я могу рассмотреть усиление Лоренца
Λ
что приводит нас в систему центра масс состояния частица-античастица и по ковариации (векторного) тока
Джмю
у нас есть
⟨Джмю( х )Джν( у) ⟩ = ∫гд2⟨Джр( 0 ) | п , - п ;д2⟩ ⟨ п , - п ;д2|Джλ( 0 ) ⟩| р |( 2 π)24ЕСМ∫г3п( 2 π)312юм( П )е− я П⋅ ( х - у)( Λ)рмю( Λ)λν,
где мы выполнили упрощение в интеграле фазового пространства двух тел (Пескин, стр. 107), хотя я не уверен, как избавиться от интегрирования по телесному углу
гОм
, что обычно входит в определение поперечного сечения.
Проследив сгρ λ
получаем, сравнивая с общим выражением выше для 2-точечной функции:
р (д2) = -13д2| р |( 2 π)24ЕСМ⟨Джр( 0 ) | п , - п ;д2⟩ ⟨ п , - п ;д2|Джр( 0 ) ⟩ ;
немного алгебры Дирака: пусть
п1знак равно ( ω ( п ) , п )
,
п2знак равно ( ω ( п ) , - п )
⟨Джр( 0 ) | п , - п ;мю2⟩ ⟨ п , - п ;мю2|Джр( 0 ) ⟩ = − Tr [ (п^1+ м )γр(п^2− м )γр] =-8(2м2+п1⋅п2)
и с тех пор
| р | "="ω ( р)2−м2−−−−−−−−−√"="ЕСМ21 —4м2д2−−−−−−−√
мы получаем
р (д2) = -13д2ЕСМ21 —4м2д2−−−−−−√( 2 π)24ЕСМ[ − 8 ( 2м2+п1⋅п2) ] =16 ( 2 π)21 —4м2д2−−−−−−−√(2м2д2+ 1 )
что выглядит неплохо, если не считать дополнительного множителя 2 в знаменателе.
Яркое солнце
Яркое солнце