Representación de la función de Bessel del propagador KG similar al espacio

Preliminares : en su texto QFT, Peskin y Schroeder dan el propagador KG (ecuación 2.50)

D ( X y ) 0 | ϕ ( X ) ϕ ( y ) | 0 = d 3 pag ( 2 π ) 3 1 2 ω pag mi i pag ( X y ) ,

dónde ω pag | pag | 2 + metro 2 . Para separaciones similares a la luz, podemos elegir un marco donde X y está puramente en la dirección del tiempo y el propagador se puede poner en la forma (2.51)

(1) D ( X y ) = 1 4 π 2 metro d ω ω 2 metro 2 mi i ω ( y 0 X 0 ) ,

donde uso el diagnóstico  η = ( , + , + , + ) convención.

Ahora, uno tiene la siguiente representación integral de la función de Bessel modificada ( http://dlmf.nist.gov/10.32.8 )

k 1 ( z ) = z 1 d t t 2 1 mi z t (2) = z metro 2 metro d t t 2 metro 2 mi z t / metro ,

donde vamos a la segunda línea al reescalar la variable de integración t t / metro . Comparando (1) con (2) sugiere

D ( X y ) = metro ( 2 π ) 2 | y X | k 1 ( metro | y X | ) ,

donde hemos escrito la separación temporal en términos de la invariante de Lorentz i ( y 0 X 0 ) = | y X | . (Nota: hay un problema en lo que he escrito aquí en que la representación integral (2) solo es valido para | a r gramo z | < π / 2 y | y X | está en el eje imaginario ( | a r gramo z | = π ), pero creo que se podría desplazar infinitesimalmente z fuera del eje imaginario para obtener una integral convergente. Compruébeme en eso.)

De todos modos, para separaciones espaciales, podemos elegir un marco donde y X = y X r . Realizando el rendimiento de integraciones polares

D ( X y ) = i 2 ( 2 π ) 2 r d pag pag mi i pag r pag 2 + metro 2 .

Finalmente, PS afirma que tomar una integral de contorno en el semiplano superior (asegurándose de evitar el corte de la rama en +im) dará

(3) D ( X y ) = 1 ( 2 π ) 2 r metro d ρ ρ mi ρ r ρ 2 metro 2 ,
dónde ρ i pag .

Pregunta: Sé por conectarme a Mathematica que el propagador espacial (3) también se puede expresar como una función de Bessel modificada k 1 . Además, los límites de integración de (3) y (2) son incluso los mismos. Sin embargo, no veo cómo transformar la integral del propagador espacial. (3) en forma de (2) . ¿Algunas ideas?

(Preferiría, si es posible, usar la representación integral que he citado (2) y se usa para el caso temporal en lugar de alguna otra representación de la función de Bessel modificada).

Aquí hay algunas referencias para cálculos similares, aunque no exactamente este: "Electrodinámica Cuántica" (2009), Walter Greiner, Joachim Reinhardt, Ejercicio 2.5 p.68-76 e "Introducción a la Teoría de Campos Cuantizados" (1976), NN Bogoliubov, DV Shirkov, §16 p.147 y "Perturbative Quantum Electrodynamic and Axiomatic Field Theory" (TMP, 2000), O. Steinmann, § 5.4 p.61 ff, en particular (5.111) p.63

Respuestas (1)

Esto se puede ver por integración parcial.

ρ ρ 2 metro 2 = ρ ρ 2 metro 2

Edición OP : más explícitamente, usamos esto para escribir ( 3 ) como

D ( X y ) = 1 ( 2 π ) 2 r metro d ρ ρ ρ 2 metro 2 mi ρ r = 1 ( 2 π ) 2 r [ ρ 2 metro 2 mi ρ r ] metro 1 ( 2 π ) 2 r metro d ρ ρ 2 metro 2 ρ mi ρ r = 1 ( 2 π ) 2 metro d ρ ρ 2 metro 2 mi ρ r = metro ( 2 π ) 2 r k 1 ( metro r )