¿Cuál es el razonamiento detrás de estos argumentos en QFT?

En el libro Quantum Field Theory and the Standard Model al calcular los diagramas de polarización de vacío en escalar QED y después de algunas páginas en QED, el autor usa algunos argumentos manuales para calcular algunas integrales que realmente no puedo entender .

La primera es esta:

La adición de los diagramas da

i Π 2 m v = mi 2 d 4 k ( 2 π ) 4 4 k m k v + 2 pag m k v + 2 pag v k m pag m pag v + 2 gramo m v [ ( pag k ) 2 metro 2 ] [ ( pag k ) 2 metro 2 + i ϵ ] [ k 2 metro 2 + i ϵ ]

Afortunadamente, no necesitamos evaluar toda la integral. Al observar qué posible forma podría tener, podemos aislar la parte que contribuirá a una corrección de la ley de Coulomb y simplemente calcular esa parte. Por invariancia de Lorentz, la forma más general que Π 2 m v podría tener es

Π 2 m v = Δ 1 ( pag 2 , metro 2 ) pag 2 gramo m v + Δ 2 ( pag 2 , metro 2 ) pag m pag v

Después de discutir la relación entre Π 2 m v y el propagador vestido GRAMO m v el autor lo escribe como (en calibre Feynman)

i GRAMO m v ( pag ) = ( 1 + Δ 1 ) gramo m v + Δ 2 pag m pag v pag 2 pag 2 + i ϵ

Luego dice que:

A continuación tenga en cuenta que el Δ 2 el término es solo un cambio de calibre: proporciona una corrección al parámetro de calibre no físico ξ en calibres covariantes. Desde ξ cae fuera de cualquier proceso físico, por invariancia de calibre, por lo que Δ 2 . Por lo tanto, solo necesitamos calcular Δ 1 . Esto significa extraer el término proporcional a gramo m v en Π m v .

La mayoría de los términos en la amplitud en la ecuación. (16.24) no puede dar gramo m v . por ejemplo, el pag m pag v término debe ser proporcional a pag m pag v y por lo tanto sólo puede contribuir a Δ 2 , por lo que podemos ignorarlo. Para el pag m k v término, podemos tirar pag m fuera de la integral, por lo que cualquiera que sea la integral restante, debe proporcionar una pag v por la invariancia de Lorentz. Por lo tanto, estos términos también pueden ignorarse. El k m k v término es importante - puede dar una pag m pag v pieza, pero también puede dar una gramo m v pieza, que es lo que buscamos. Por lo que solo debemos considerar

Π 2 m v = i mi 2 d 4 k ( 2 π ) 4 4 k m k v + 2 gramo m v [ ( pag k ) 2 metro 2 ] [ ( pag k ) 2 metro 2 + i ϵ ] [ k 2 metro 2 + i ϵ ]

Tengo tres problemas aquí:

  1. Primero no puedo entender por qué Π 2 m v debe tener esa forma. Desde pag aparece en la integral como parámetro, entiendo que Π 2 m v es una función de pag , pero por qué debe tener esa forma y qué tiene que ver con la invariancia de Lorentz, simplemente no puedo entenderlo. El argumento de que "puesto que lo único disponible es pag m los dos únicos tensores con los índices que podemos construir son gramo m v y pag m pag v "Me parece un gesto de mano.

  2. En segundo lugar, no puedo entender por qué, en función de la invariancia de calibre, el autor deja caer el Δ 2 término. Quiero decir que solo está poniendo a cero un montón de integrales, esto no tiene mucho sentido para mí. Quiero decir, él está tomando todos los términos que contribuyen a Δ 2 y haciendo que cada uno de ellos sea cero individualmente. ¿Por qué no podía simplemente su suma ser cero? ¿Cuál es el punto aquí?

  3. Finalmente, no puedo entender su análisis de qué términos se pueden establecer en cero en función de arrojar Δ 2 afuera. Sé que si factorizamos un pag m pag v la integral sera un escalar multiplicándolo, pero por que la integral con uno pag m factorizado debe por la invariancia de Lorentz dar algo proporcional a pag v ?

En cuanto a 1., puede encontrar útil 212856 .
En cuanto a 2., tenga en cuenta que Schwartz habla con cierta profundidad anteriormente en el libro sobre el hecho de que pag m pag v los términos en el propagador no pueden modificar los observables físicos, en el capítulo 8 y la sección 8.5 específicamente.

Respuestas (1)

  1. Dado gramo m v y pag m , simplemente hay solo dos tensores de rango 2 que puede producir, a saber gramo m v y pag m pag v . Las únicas operaciones que alteran el rango son la contracción y el producto tensorial, pero para obtener un tensor de rango 2, debemos comenzar con al menos un tensor de rango 4, que es algún producto de gramo m v arena pag m s, pero al contraer cualquier par de índices allí se obtiene gramo m v pag v = pag m , es decir, solo elimina un factor de gramo , o pag m pag m , es decir, solo da un factor de pag 2 y un tensor de 2 rangos más bajo. Por lo tanto, los únicos tensores independientes que podemos construir son los dos tensores de rango 2 que obtenemos directamente, a saber gramo m v y pag m pag v , y un tensor general de rango 2 que es una función de gramo y pag es una combinación

    F ( pag 2 ) gramo m v + h ( pag 2 ) pag m pag v .

  2. El autor no pretende que Δ 2 es cero, o cualquiera de las integrales que contribuyen a él. ellos estan diciendo que Δ 2 es físicamente una "corrección cuántica" del parámetro de calibre de Feynman ξ , pero dado que ese parámetro es completamente arbitrario para empezar y no tiene un significado físico, simplemente podemos ignorar Δ 2 , independientemente del valor que tenga.

  3. Este es el mismo razonamiento que en el paso 1, solo para un tensor de rango 1: La integral con uno pag m eliminada es una función tensorial de rango 1 de gramo m v y pag m , pero el único tensor de rango 1 que puedes obtener de eso es pag m sí mismo.

Según la primera pregunta, sé que es totalmente obvio para usted, pero dado que el OP preguntó por qué surgió de la invariancia de Lorentz, tal vez podría decir algunos trabajos sobre por qué no es posible construir un Π m v como Π 00 = pag 0 pag 0 , Π 0 i = pag 0 pag i , etc