¡Dos métodos matemáticos que aplican la misma integral de bucle conducen a resultados diferentes! ¿Por qué?

Traté de adoptar el regulador de corte para calcular un diagrama de Feynman simple de un bucle en ϕ 4 -teoría con dos trucos matemáticos diferentes. Pero al final, obtuve dos resultados diferentes y me preguntaba si hay una explicación razonable.

La integral que estoy considerando es la siguiente

I = Λ d 4 k ( 2 π ) 4 i k 2 metro 2 + i ϵ dónde η m v = diagnóstico ( 1 , 1 , 1 , 1 )
Λ es la escala de energía de corte y ϵ > 0 . Luego hago los cálculos.

Método #1 - Teorema del residuo:

Desde

I = i d 3 k ( 2 π ) 3 + d k 0 2 π [ ( 2 k 0 ) 1 k 0 + z 0 + ( 2 k 0 ) 1 k 0 z 0 ] dónde z 0 = | k | 2 + metro 2 i ϵ
eligiendo el contorno superior en k 0 -plano complejo que encierra al polo, z 0 , tenemos
I = d 3 k ( 2 π ) 3 1 2 π i d k 0 ( 2 k 0 ) 1 k 0 + z 0 = 1 2 d 3 k ( 2 π ) 3 1 k 2 + metro 2 = 1 4 π 2 0 Λ k 2 d k k 2 + metro 2 = 1 8 π 2 [ Λ 2 1 + metro 2 Λ 2 metro 2 en ( Λ metro ) metro 2 en ( 1 + 1 + metro 2 Λ 2 ) ] 1 8 π 2 [ Λ 2 metro 2 en ( Λ metro ) metro 2 en 2 ]

Método #2 - Rotación de la mecha:

Dibujando los polos, z 0 , z 0 , se encuentra que el contorno de integración se puede girar en sentido contrario a las agujas del reloj de modo que,

I = i d 3 k ( 2 π ) 3 i + i d k 0 2 π 1 k 2 metro 2 + i ϵ = i d 3 k ( 2 π ) 3 + i d k 4 2 π 1 k mi 2 + metro 2
dónde k 4 = i k 0 y k mi 2 = k 2 , que son 4 d Variables euclidianas. Entonces tenemos
I = d 4 k mi ( 2 π ) 4 1 k mi 2 + metro 2 = 1 dieciséis π 2 0 Λ 2 k mi 2 d ( k mi 2 ) k mi 2 + metro 2 = 1 8 π 2 [ Λ 2 2 metro 2 en ( Λ metro ) metro 2 2 en ( 1 + metro 2 Λ 2 ) ]
Comparando los resultados obtenidos con los dos métodos anteriores, encontraremos sólo el en Λ las partes dependientes son las mismas; Otras dos partes ( Λ 2 -dependencia y pieza finita) son diferentes. Dado que uso el mismo regulador, no sé cómo podrían los trucos matemáticos afectar los resultados.

Respuestas (1)

No creo que sea exactamente el mismo regulador: en el primer método, integras d k 0 Λ d 3 k , pero en el segundo cálculo integras Λ d 4 k mi .

Gracias por su respuesta. Estoy de acuerdo en que los dos métodos no comparten exactamente el mismo régimen de integración y pueden dar respuestas diferentes. Pero si este fuera el caso, espero que los dos resultados coincidan en el infinito. Λ límite. Sin embargo, la relación entre ellos se acerca a 2, digamos, I r mi s i d tu mi / I w i C k 2 | Λ . Así que esto todavía me desconcierta.
Ahora entiendo, quizás la razón subyacente podría concluirse como: El primer método adopta una simetría axial ( S 2 × R ), mientras que el segundo método adopta la simetría esférica ( S 3 ); La diferencia entre los dos resultados surge de los volúmenes no idénticos de 4 cilindros y 4 bolas.