Renormalización de la intensidad de campo en amplitud física

Consideremos un proceso físico en QED:

mi + mi m + m

tengo que calcular el S ^ elemento de matriz en O ( α 2 ) (nivel de árbol + correcciones de un bucle). No entiendo qué diagramas de Feynman tengo que considerar. Seguro que tengo que tener en cuenta:

  • diagrama de un nivel de árbol
  • dos diagramas de caja
  • un diagrama con la energía propia del fotón
  • dos diagramas con correcciones de vértice (triángulo)

¿Tengo que añadir diagramas con correcciones de piernas externas (energías propias de fermiones)? ¿Qué diagramas de contratérminos debo considerar? Supongo que si tengo que excluir las correcciones externas de piernas no consideraré d 2 diagramas de contratérminos.

He estudiado QFT en Peskin&Shroeder. en la pag. 113 de este libro está escrito que deben excluirse los diagramas con un bucle en una pierna externa, y solo deben considerarse los diagramas amputados (figura en la parte superior de la pág. 114). Pero en la pág. 229 está escrito que el S ^ elemento de matriz es la suma de los diagramas amputados por un factor proporcional a la renormalización de la intensidad de campo (debido a la fórmula LSZ). Luego, en la página siguiente, este factor se usa para justificar la resta realizada para eliminar las divergencias UV del vértice.

Estoy confundido: justificaría esta resta con el d 1 contratérmino procedente de la teoría de la perturbación renormalizada. ¿Cómo tengo en cuenta el factor de renormalización de la intensidad de campo en mi proceso físico? ¿Es esencial el factor de renormalización de la intensidad de campo para cancelar algunas divergencias de mis diagramas o es redundante si considero d 1 diagramas de contratérminos?

Respuestas (1)

La respuesta a su pregunta depende de la estrategia de cálculo que desee seguir, ya sea \sl{teoría de perturbaciones renormalizadas} o {\sl teoría de perturbaciones desnudas}. En realidad, los resultados de ambos son los mismos (por supuesto, una vez que comienzas con uno de ellos, debes ceñirte a él hasta el final).

En realidad, los bucles en las líneas externas deben tenerse en cuenta, sin embargo, el capítulo 4.6 de P&S (en particular, la fórmula (4.103)) es una introducción al cálculo de S -elementos de la matriz, por lo que la consideración de los bucles se pospuso para una sección posterior. En el capítulo 7.2 en la fórmula (7.45) los bucles en las líneas externas se contabilizan a través de la Z -factores. Cuando hacia el final de esta sección se explica que Z -los factores se cancelan frente a las divergencias UV de los vértices, se entiende en la teoría de la perturbación desnuda. Esto realmente significa que tienes que usar la fórmula (7.45) incluyendo el Z -factores en la teoría de la perturbación desnuda. Para dejarlo claro, en la teoría de la perturbación simple no hay contratérminos (en realidad, a veces también se usan formas mixtas de la teoría de la perturbación, por ejemplo en Bjorken & Drell. Ellos usan en su libro sobre QFT (el 2. libro) una especie de contratérmino de corrección de masa, mientras que para las otras renormalizaciones, carga e intensidad de campo, no se utilizan contratérminos). Así que esto debería aclarar tu confusión.

Sin embargo, utilizando la teoría de perturbaciones renormalizadas, todas las renormalizaciones se realizan con contratérminos. En este caso, la fórmula (7.45) se sustituye nuevamente por la original (4.103) sin Z -factores y las renormalizaciones se realizan mediante la introducción de diagramas adicionales que representan los contratérminos en la serie de perturbaciones. Esto se explica en P&S en el capítulo 10.2. Por lo tanto, depende de usted elegir qué estrategia prefiere. Para tu mi + mi m + m proceso de cálculo en O ( α 2 ) orden, supongo, está destinado a usar la teoría de la perturbación renormalizada (entonces no es necesario corregir los bucles en las patas externas). En realidad, mientras tanto, se prefiere la teoría de la perturbación renormalizada para la mayoría de los cálculos de la teoría de la perturbación, ya que es más fácil de aplicar. Entonces, supongo que su lista de diferentes diagramas está completa en este sentido (en realidad, no puedo garantizar esto al 100% ya que no soy una calculadora de diagrama de Feynman de rutina).

También me costó entender P&S, en realidad no es un libro de texto muy pedagógico. Ya leí muchos comentarios respectivos sobre esto. Espero que esta respuesta sea satisfactoria, cualquier comentario es bienvenido.

Gracias por la respuesta, ahora la situación es más clara. ¿Puede sugerirme otros libros sobre QFT?
Probablemente los mejores libros sobre QFT son los que no he leído. Si lee varios, obtiene QFT presentado desde diferentes puntos de vista, lo que ayuda. Una fuente bastante buena es: las teorías de Aitchison-Hey Gauge en física de partículas. No se trata de puro formalismo QFT, está escrito para físicos de partículas. No sé si es totalmente riguroso en todos los aspectos. Otros podrían ser mejores en ese sentido: Schwartz y Srednicki. Srednicki tampoco es fácil de leer. Requiere un alto nivel de comprensión. El QFT de Lee en pocas palabras es interesante y da sed de leer más, pero no es riguroso.