Comportamiento asintótico del propagador para un campo escalar

Cuando se discute la causalidad en el Capítulo 2 de Peskin & Schroeder, aparecen un par de ecuaciones que dan el comportamiento asintótico del propagador para un campo escalar:

Si X 0 y 0 = t , X y = 0 D ( X y ) = 1 4 π 2 metro d mi mi 2 metro 2 mi i mi t t mi i metro t
Si X 0 y 0 = 0 , X y = r D ( X y ) = 1 4 π 2 r metro d ρ ρ mi ρ r ρ 2 metro 2 r mi metro r

No puedo ver cómo se derivan estos comportamientos asintóticos (no tengo ningún problema en derivar las expresiones integrales exactas, pero luego me quedo atascado). Todo lo que pude hacer fue reescribir la primera integral de la siguiente manera:

D ( X y ) = 1 4 π 2 metro d mi mi 2 metro 2 mi i mi t = metro 4 π 2 i t k 1 ( i metro t )

usando este artículo sobre funciones de Bessel modificadas del segundo tipo. Pero revisando con Mathematica, esto desaparece por t . Para la segunda integral no tengo ni idea, ¡así que cualquier ayuda sería más que bienvenida!

Pregunta adicional (pero relacionada):

En la primera discusión del capítulo aparece algo similar

tu ( t ) = 1 2 π 2 | X X 0 | 0 d pag pag pecado ( pag | X X 0 | ) mi i t pag 2 + metro 2

¿Se obtiene esto también a través de un procedimiento similar?

Respuestas (1)

La idea aquí es utilizar una aproximación de fase estacionaria/punto de silla , que debe adaptarse ligeramente.

Por ejemplo, si reescribes el integrando de la primera integral en la forma

mi i t ( mi + i 2 t en ( mi 2 metro 2 ) ) ,
encontrarás dos puntos estacionarios mi ± = ± metro + O ( t 1 ) . Solo + metro puede contribuir a la integral debido al rango de integración, y por lo tanto encuentra que la contribución dominante a la integral es proporcional a mi i metro t .

Puede proceder de la misma manera para las otras integrales.

¡Bien, eso fue útil! Creo que tendré que buscar un poco más de información sobre el método de la fase estacionaria porque nunca he oído hablar de él... Sin embargo, todavía hay algo que me parece extraño, ¿cómo es que si la integral se comporta asintóticamente como mi i metro t para grande t el limite cuando t es 0? (Supongo que mi cálculo anterior relacionado con las funciones de Bessel fue correcto, y que el límite de esa expresión es de hecho cero, como afirma Mathematica).
@AlexV .: Tenga en cuenta que mi argumento se desarrolló lo suficiente como para encontrar el término exponencial principal. También habrá prefactores, dependientes de t , lo que implicará el "amortiguamiento" de la mi i metro t oscilaciones, que puede obtener si calcula la corrección gaussiana de la expansión del punto de silla. Puede obtener la forma correcta del prefactor aquí: en.wikipedia.org/wiki/Bessel_function#Asymptotic_forms