¿Cómo se relaciona el potencial de Coulomb con el propagador?

Con base en esta pregunta y en las respuestas, vemos cómo la amplitud del nivel del árbol nos permite relacionar el propagador de fotones desnudo con el potencial de Coulomb utilizando básicamente solo la aproximación de Born y el límite no relativista.

Quería expandir eso un poco para hacer lo mismo con el propagador vestido, para poder expandirlo orden por orden y obtener correcciones al potencial de Coulomb.

Para el caso, he considerado el proceso del canal t mi ( pag 1 ) mi ( pag 2 ) mi ( pag 3 ) mi ( pag 4 ) pero en lugar del propagador desnudo, he usado el propagador vestido.

Aplicando las reglas de Feynman la amplitud que obtengo es:

i METRO = ( i mi ) tu ¯ ( pag 3 ) γ m tu ( pag 1 ) GRAMO m v ( pag 1 pag 3 ) ( i mi ) tu ¯ ( pag 4 ) γ v tu ( pag 4 ) .

Ahora uso el límite no relativista. Desde que tenemos

tu ( pag ) = ( pag σ ξ pag σ ¯ ξ )

si metro >> | pag | tenemos pag 0 = metro 2 + | pag | 2 metro y pag σ = pag 0 + pag σ metro . Con esto consigo

tu ( pag ) = metro ( ξ ξ ) , tu ¯ ( pag ) = metro ( ξ ξ ) γ 0

así tenemos

i METRO = ( i mi ) 2 metro 2 ( ξ s ξ s ) γ 0 γ m ( ξ s ξ s ) ( ξ σ ξ σ ) γ 0 γ v ( ξ σ ξ σ ) GRAMO m v ( pag 1 pag 3 )

Ahora he leído que la relación es con GRAMO 00 así que todo lo demás debe desaparecer. Simplemente no veo cómo sucede eso. Yo si veo que si me olvido de todo y me voy solo GRAMO 0 0 el resultado se vuelve muy simple

i METRO = mi 2 metro 2 d s s d σ σ GRAMO 00 ( pag 1 pag 3 )

pero no estoy seguro ya que no sé cómo justificar dejar todo. En relación con la aproximación de Born, esto es como se hace en la otra pregunta.

Entonces, ¿cómo es la forma correcta de obtener METRO en el límite no relativista para comparar con la aproximación de Born y relacionar V a GRAMO ? ¿He hecho algo malo? ¿Necesitamos usar la expresión resumida en términos de la suma irreducible de una partícula?

Respuestas (1)

Consideremos el término tu ¯ s ( pag ) γ i tu s ( pag ) , dónde i es un índice espacial. En la representación quiral tenemos

γ 0 γ i = ( 0 1 1 0 ) ( 0 σ i σ i 0 ) = ( σ i 0 0 σ i ) ,

de modo que

tu ¯ s ( pag ) γ m tu s ( pag ) = metro 2 ( ξ s ξ s ) ( σ i 0 0 σ i ) ( ξ s ξ s ) = 0.

Así, tenemos

tu ¯ s ( pag ) γ m tu s ( pag ) = metro 2 d s s d 0 m .

Así, obtenemos el resultado deseado.

En relación con el resto de su pregunta, no hay necesidad de preocuparse por los diagramas 1PI o la reanudación de una serie de perturbaciones. El potencial de Coulomb es un resultado puramente a nivel de árbol. Hay correcciones al potencial de Coulomb que son muy interesantes (recomiendo la sección 16.2 de la Teoría del campo cuántico de Schwartz y el modelo estándar o el capítulo 6 de estas notas de clase de una clase que tomé en Cambridge por David Skinner para excelentes discusiones sobre esto).

(Según la declaración de su problema, parece que está bien pasar de este resultado al potencial de Coulomb. Si no, deje un comentario y también lo explicaré un poco).

¡Espero que esto haya ayudado!

Gracias @BobKnighton, en realidad fue mucho más simple de lo que esperaba. Por cierto, para terminar creo que debo comparar con la aproximación de Born para la dispersión del electrón inicial en el estado | pag 1 , s al electrón final en el estado | pag 3 , s por un potencial. Puede que me haya equivocado en las constantes, pero obtuve V ^ ( pag 1 pag 3 ) = mi 2 GRAMO 00 ( pag 1 pag 3 ) . Entonces debo expandir GRAMO 00 para obtener las correcciones.
Hay una sutileza que a menudo se pasa por alto: porque los estados de los electrones se normalizan con un factor de 2 mi pag en la teoría de campos, tienes que dividirlos en la aproximación de Born. Es decir, en el límite no relativista, tienes que dividir lo que obtienes por ( 2 metro ) 2 . Eso anula los molestos factores de metro 2 sales al frente (aunque parece que ya te has deshecho de esos).