Dispersión de gluones NMHV 5 (Elvang y Huang, Ex 3.11)

En Scattering Amplitudes in Gauge Theory and Gravity de Elvang y Huang , el ejercicio (3.10) (Ejercicio (3.11) en la versión impresa) le pide al lector que construya la amplitud de dispersión del NMHV de cinco gluones usando la expansión CSW:

Ejercicio: Construir A 5 [ 1 2 3 4 + 5 + ] de la expansión CSW. Elija el espinor de referencia |X] para simplificar el cálculo y mostrar que el resultado concuerda con la fórmula anti-Parke Taylor.

Así que el ejercicio es mostrar que

A 5 [ 1 2 3 4 + 5 + ] = [ 34 ] 4 [ 12 ] [ 23 ] [ 34 ] [ 45 ] [ 51 ] .

Siguiendo la discusión sobre este ejercicio, sabemos que todos los diagramas contribuyentes serán de la forma

( vértice MHV ) × ( propagador en caparazón ) × ( vértice MHV ) ,
lo que reduce el enfoque a cuatro diagramas:

A 3 [ 1 , pag ^ 15 , 5 + ] 1 15 [ 15 ] A 4 [ 2 , 3 , 4 + , pag ^ 15 + ]

A 3 [ 1 , 2 , pag ^ 12 + ] 1 12 [ 12 ] A 4 [ pag ^ 12 , 3 , 4 + , 5 + ]

A 3 [ 2 , 3 , pag ^ 23 + ] 1 23 [ 23 ] A 4 [ 1 , pag ^ 23 , 4 + , 5 + ]

A 3 [ pag ^ 34 , 3 , 4 + ] 1 34 [ 34 ] A 4 [ 1 , 2 , pag ^ 34 + , 5 + ] ,

donde el "sombrero" denota un impulso cambiado. Para turnos generales | X ] , esta suma de diagramas parece horrible de simplificar, con un uso abundante de la conservación del momento y las identidades de Schouten probablemente necesarias.

Pregunta: Antes de embarcarse en el álgebra (o recurrir a algún paquete de Mathematica para que lo haga por mí), ¿hay alguna forma de anticipar qué opción para | X ] será particularmente gratificante?

Por simetría, me inclinaría a esperar que | X ] | 2 ] podría ser una buena suposición, pero hasta ahora no he tenido mucha suerte con esta elección ni con ninguna otra.

¿Alguien tiene una idea particular?

Actualización: confirmé el resultado anterior numéricamente usando el paquete Mathematica S@M (preimpresión asociada aquí ), pero todavía me falta una buena opción para | X ] hacer que el ejercicio parezca manejable analíticamente.

Respuestas (1)

Respuesta: Después de implementar la prescripción CSW, resulta que [ 1 X ] , [ 2 X ] , y [ 3 X ] aparecen en varios denominadores de los 4 diagramas on-shell mencionados, por lo que X = 1 , X = 2 o X = 3 no son opciones posibles para el espinor de referencia | X ] . Alquiler X Sea una combinación lineal no trivial de 1 , 2 , 3 , 4 , 5 genera demasiados términos. Así que las opciones óptimas son X = 4 o X = 5 , que están vinculados por la simetría del diagrama en el caparazón. A continuación esbozamos el cálculo para X = 5 .

Prueba esbozada: OP ya ha notado que la expansión CSW contiene 4 diagramas:

(1) A 15   :=   A 3 METRO H V ( 5 ^ + , 1 ^ , PAG ^ 15 ) 1 PAG 15 2 A 4 METRO H V ( PAG ^ 15 + , 2 ^ , 3 ^ , 4 ^ + )   =   1 PAG ^ 15 4 1 PAG ^ 15 PAG ^ 15 5 51 1 PAG 15 2 23 4 23 34 4 PAG ^ 15 PAG ^ 15 2   = CSW precepto. 1 | PAG 15 | X ] 3 5 | PAG 15 | X ] 51 1 PAG 15 2 23 3 34 4 | PAG 15 | X ] 2 | PAG 15 | X ]   =   [ 5 X ] 3 [ 1 X ] [ 15 ] 23 3 34 4 | PAG 15 | X ] 2 | PAG 15 | X ]   = X = 5 0 ,

(2) A 34   :=   A 3 METRO H V ( 3 ^ , 4 ^ + , PAG ^ 34 ) 1 PAG 34 2 A 4 METRO H V ( PAG ^ 34 + , 5 ^ + , 1 ^ , 2 ^ )   =   PAG ^ 34 3 4 PAG ^ 34 3 34 4 PAG ^ 34 1 PAG 34 2 12 4 12 2 PAG ^ 34 PAG ^ 34 5 51   = CSW precepto. 3 | PAG 34 | X ] 3 34 4 | PAG 34 | X ] 1 PAG 34 2 12 3 2 | PAG 34 | X ] 5 | PAG 34 | X ] 51   =   [ 4 X ] 3 [ 3 X ] [ 34 ] 12 3 2 | PAG 34 | X ] 5 | PAG 34 | X ] 51   = X = 5 [ 45 ] 3 [ 35 ] [ 34 ] 12 2 [ 15 ] 5 | PAG 34 | 5 ] 51   = ( 5 )   A 5 METRO H V ¯ [ 12 ] [ 23 ] [ 35 ] 12 2 5 | PAG 34 | 5 ] 51   = ( 6 ) + ( 9 ) A 5 METRO H V ¯ I Δ 5 | PAG 12 | 5 ] ,

(3) A 12   :=   A 3 METRO H V ( 1 ^ , 2 ^ , PAG ^ 12 + ) 1 PAG 12 2 A 4 METRO H V ( PAG ^ 12 , 3 ^ , 4 ^ + , 5 ^ + )   =   12 4 12 2 PAG ^ 12 PAG ^ 12 1 1 PAG 12 2 PAG ^ 12 3 4 PAG ^ 12 3 34 45 5 PAG ^ 12   = CSW precepto. 12 3 2 | PAG 12 | X ] 1 | PAG 12 | X ] 1 PAG 12 2 3 | PAG 12 | X ] 3 34 45 5 | PAG 12 | X ]   =   1 [ 1 X ] [ 2 X ] [ 12 ] 3 | PAG 12 | X ] 3 34 45 5 | PAG 12 | X ]   = X = 5 1 [ 15 ] [ 25 ] [ 12 ] 34 2 [ 45 ] 3 45 5 | PAG 12 | 5 ]   = ( 5 )   A 5 METRO H V ¯ [ 23 ] [ 34 ] [ 25 ] 34 2 45 5 | PAG 12 | 5 ]   = ( 7 ) + ( 9 ) A 5 METRO H V ¯ I I Δ 5 | PAG 12 | 5 ] ,

(4) A 23   :=   A 3 METRO H V ( 2 ^ , 3 ^ , PAG ^ 23 + ) 1 PAG 23 2 A 4 METRO H V ( PAG ^ 23 , 4 ^ + , 5 ^ + , 1 ^ )   =   23 4 23 3 PAG ^ 23 PAG ^ 23 2 1 PAG 23 2 1 PAG ^ 23 4 1 PAG ^ 23 PAG ^ 23 4 45 51   = CSW precepto. 23 3 3 | PAG 23 | X ] 2 | PAG 23 | X ] 1 PAG 23 2 1 | PAG 23 | X ] 3 4 | PAG 23 | X ] 45 51   =   1 [ 2 X ] [ 3 X ] [ 23 ] 1 | PAG 23 | X ] 3 4 | PAG 23 | X ] 45 51   = X = 5 1 [ 25 ] [ 35 ] [ 23 ] 14 2 [ 45 ] 3 [ 15 ] 45 51   = ( 5 )   A 5 METRO H V ¯ [ 12 ] [ 34 ] [ 25 ] [ 35 ] 14 2 45 51   = ( 8 ) + ( 9 ) A 5 METRO H V ¯ I I I Δ .

Arriba, anticipándonos al resultado, introdujimos la siguiente notación de línea corta:

(5) A 5 METRO H V ¯   :=   [ 45 ] 4 [ 51 ] [ 12 ] [ 23 ] [ 34 ] [ 45 ]   =   [ 45 ] 3 [ 51 ] [ 12 ] [ 23 ] [ 34 ] ,

(6) I   :=   PAG 12 2 12 [ 23 ] [ 25 ] 45   =   PAG 12 2 12 [ 23 ] ( [ 23 ] 34 [ 12 ] 14 )   =   PAG 12 2 12 [ 23 ] 2 34 PAG 12 4 [ 23 ] 14 ,

(7) I I   :=   PAG 34 2 34 [ 23 ] [ 35 ] 51   =   PAG 34 2 34 [ 23 ] ( [ 34 ] 14 [ 23 ] 12 )   =   PAG 34 4 [ 23 ] 14 PAG 34 2 [ 23 ] 2 34 12 ,

(8) I I I   :=   [ 12 ] [ 34 ] 14 2 ,

(9) Δ   :=   [ 25 ] 45 [ 35 ] 51   =   ( [ 23 ] 34 [ 12 ] 14 ) ( [ 34 ] 14 [ 23 ] 12 )   =   [ 23 ] 2 34 12 ( PAG 12 2 + PAG 34 2 ) [ 23 ] 14 + [ 12 ] [ 34 ] 14 2   = ( 6 ) + ( 7 ) + ( 8 ) I + I I PAG 12 2 PAG 34 2 + I I I .

A continuación, tenga en cuenta que la conservación del momento y la condición sin masa implican

(10) 12 [ 12 ] 34 [ 34 ]   =   PAG 12 2 PAG 34 2   =   PAG 345 2 PAG 34 2   =   2 PAG 34 PAG 5   =   5 | PAG 34 | 5 ]   =   5 | PAG 12 | 5 ] .

En total, calculamos

(11) A 5 norte METRO H V ( 1 ^ , 2 ^ , 3 ^ , 4 ^ + , 5 ^ + )   = CSW A 15 + A 34 + A 12 + A 23   = ( 1 ) + ( 2 ) + ( 3 ) + ( 4 ) + ( 9 ) + ( 10 ) A 5 METRO H V ¯ ,

que es el resultado buscado.