Intuición detrás de las correcciones de masa a fermiones sin masa

Estoy tratando de entender la intuición detrás de la corrección de masa a fermiones sin masa. Para ser concretos, consideremos una teoría con un fermión de Weyl sin masa ( ψ ), así como dos partículas masivas, un escalar complejo ( ϕ ) y otro fermión de Weyl ( ψ ),

L = L k i norte 1 2 metro 2 | ϕ | 2 METRO ( ψ ψ + h . C . ) λ 4 ! | ϕ | 4 gramo ϕ ψ ψ + h . C .
Este Lagrangiano sería válido si por ejemplo impusiéramos un tu ( 1 ) simetría tal que,
ψ mi i α ψ ϕ mi i α ψ ψ ψ
Ahora considere la corrección de masa de orden más bajo para el fermión sin masa,

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La corrección de masa se puede calcular ajustando los momentos externos a cero:

i METRO gramo 2 d 4 ( 2 π ) 4 1 2 metro 2 METRO 2 METRO 2 gramo 2 dieciséis π 2 METRO ( 1 ϵ + Iniciar sesión ( m 2 Δ ( metro , METRO ) ) )
dónde Δ es una función de metro y METRO . En METRO S ¯ tiramos el infinito y la corrección de primer orden es
metro ψ gramo 2 METRO Iniciar sesión m 2 Δ
Esto tiene tres características interesantes que estoy tratando de entender:

  1. Parece que el fermión no se desvincula de la teoría en el límite de que su masa tiende al infinito. ¿Por qué no estamos justificados en integrarlo en este caso?
  2. El cálculo es muy insensible a la masa del bosón. ¿Es esto un accidente o tiene una explicación más profunda?
  3. El cálculo tiene grandes registros a menos que m metro , METRO . ¡Parece que si vuelve a normalizar a esta escala, el registro desaparece y la masa física se vuelve cero! Entonces, si entiendo correctamente, la partícula no tiene masa cuando se realizan experimentos a la escala de las otras partículas en la teoría (al menos en el orden más bajo en la teoría de la perturbación), pero es pesada cuando está muy por debajo de esta escala. ¡Esto parece muy extraño!
+1 por la pregunta. Tu dices eso Δ es una función de metro y METRO , asi que metro ψ , funcion de Δ , debe ser una función de la masa del bosón metro también. O me estoy perdiendo algo ?
@Trimok: Sí, estoy de acuerdo en que depende de metro - pero sólo logarítmicamente. En otras palabras, es una dependencia muy débil en comparación con la dependencia lineal de la masa del fermión.

Respuestas (1)

Supongo que la confusión aquí es que mezclas notación de Weyl y diagramas de Feynman con propagadores de Dirac. Como se habrá dado cuenta, la teoría tiene una simetría U(1) global (anómala) que prohíbe un término de masa metro ψ ψ (en notación Weyl). Si trato de dibujar su diagrama (ab) usando las líneas de propagación habituales de Dirac para los fermiones de Weyl, obtengo

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Aquí, el vértice derecho (vacío) no existe, ya que viola la conservación de la carga U(1). Por otra parte, para obtener la METRO en el numerador de su expresión, necesito la inserción masiva (indicada por la cruz). (Por cierto, hay un error tipográfico en tu ley de transformación ϕ mi i α ψ , debería ser ϕ mi i α ϕ ). Si no está satisfecho con la argumentación de Weyl, puede reformular todo en notación de Dirac, lo que produce el mismo resultado.