¿Existe una QFT renormalizable que pueda producir una descripción razonablemente precisa de la física nuclear en la teoría de perturbaciones? Obviamente, el modelo estándar no puede, ya que QCD está fuertemente acoplado a las energías nucleares. Incluso la masa del protón no se puede calcular a partir de la teoría de la perturbación, según tengo entendido.
El sector de fuerza fuerte probablemente debería estar compuesto por un campo de espinores nucleónicos Yukawa acoplado a un campo piónico escalar, el último con autoacoplamiento cuartico. El sector electrodébil probablemente debería ser el modelo Glashow-Weinberg-Salam con hadrones reemplazando a los quarks de alguna manera.
Algunos parámetros clave de lo que debería ser una "descripción razonablemente precisa" son:
Suponiendo que esto es factible:
¿Cómo depende la precisión de los resultados del orden del bucle de cálculo?
Es posible considerar el límite no relativista de la QFT, en el cual los núcleos son descritos por la mecánica cuántica de nucleones acoplados por un potencial de interacción (multicuerpo). El potencial se puede calcular en la teoría de perturbaciones considerando el límite no relativista de la dispersión de nucleones. Obviamente, esto no puede dar las masas correctas, ya que la masa es aditiva en la física no relativista, pero ¿da criterios de estabilidad y energías de enlace razonablemente precisos?
¿Qué pasa si nos quedamos solo con el potencial de 2 cuerpos?
¿Qué sucede si extraemos el potencial del límite no relativista del modelo estándar completo no perturbativo (teóricamente, no estoy seguro de que sea manejable en la práctica)?
EDITAR:
EDITAR: ahora me doy cuenta de que el problema 2 anterior se puede abordar utilizando la ecuación de Bethe-Salpeter. Sin embargo, no encontré ninguna buena discusión al respecto hasta ahora. ¿Alguna recomendación? Prefiero algo de mente matemática.
EDITAR: la respuesta de Thomas a continuación planteó algunas dudas sobre la posibilidad de describir la física nuclear utilizando un QFT renormalizable. Por lo tanto, deseo ampliar la pregunta para incluir QFT no renormalizables. Siempre que nos atengamos al orden de bucle finito, hay un número finito de parámetros, por lo que el enfoque tiene sentido. La pregunta es entonces: ¿Qué QFT (renormalizables o no) pueden producir física nuclear a partir de la teoría de la perturbación + la ecuación de Bethe-Salpeter? ¿Cuál es el orden de bucle requerido?
La teoría sobre la que pregunta es una teoría de campo efectiva (en este caso, el eft nuclear desarrollado por Weinberg), por lo que no es renormalizable. QCD es la única teoría de campo renormalizable que puede dar cuenta de la física nuclear (la hadrodinámica cuántica, mencionada anteriormente, es una teoría de campo modelo renormalizable, sin poder predictivo real). Tenga en cuenta también que los estados ligados nucleares no son perturbadores, por lo que el eft nuclear es una herramienta poderosa para organizar los cálculos, pero incluso los cálculos de orden principal no son perturbadores (debe resolver la ecuación de Schroedinger o una ecuación equivalente de Dyson-Schwinger). Debido al efecto efimov, los cálculos pueden requerir tres fuerzas de cuerpo en orden de avance, pero existe una jerarquía de muchas fuerzas de cuerpo. Finalmente, pedir una precisión del 0,1% en las masas (que es aproximadamente el 10% para las energías de enlace) es un desafío, pero no una locura.
Algunos comentarios más: 1) En general, no es cierto que los términos de orden principal en una EFT correspondan a interacciones renormalizables. 2) Resolver una ecuación de Bethe-Salpeter que suma escaleras de dos cuerpos con una interacción que es local en el tiempo es equivalente a resolver la ecuación de Schroedinger (esto se usa no solo en EFT nuclear, sino también en cálculos NRQED o NRQCD). 3) El problema con el efecto Efimov es que, según el conteo de potencia de Weinberg, los operadores de tres cuerpos deben suprimirse en relación con los operadores de dos cuerpos, pero el conteo de Weinberg puede fallar sin perturbaciones (si hay un efecto Efimov).
Estás buscando hadrodinámica cuántica . Véase, por ejemplo, Serot y Walecka .
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