Estoy leyendo el libro de Strocchi sobre Los fundamentos no perturbadores de la teoría cuántica de campos.
En el capítulo relativo a la regularización por división de puntos, donde la corriente de Dirac libre se define de la siguiente manera
jm( X ) ≡límiteϵ → 0[ψ¯( x + ϵ )γmψ ( x ) − ⟨ψ¯( x + ϵ )γmψ ( x ) ⟩ ]
para dar un significado preciso al producto de dos distribuciones evaluadas en el mismo punto, existe la siguiente afirmación sobre las propiedades espectrales de la función de conmutador actual:
⟨ [jm( X ) ,jv( y) ] ⟩ = ( □gramoμ ν−∂m∂v) ∫dρ (m2) yo Δ ( x - y;m2)
donde el
yo Δ ( x - y;m2)
es la función conmutadora de un campo escalar libre o masa
m
, y
ρ (m2) =13 ( 2 π)21 -4metro2m2−−−−−−−√( 1 +2metro2m2) .
La sugerencia es calcular este espectro insertando un conjunto completo de estados de pares electrón-positrón. ¿Cómo puedo hacer esto?
Intenté insertarlos en la función de 2 puntos obteniendo: (mantengo la etiqueta de giro implícita en la suma sobre el conjunto completo)
⟨jm( X )jv( y) ⟩ = ∫dm2∫d3k( 2 pi)312ωm( k )⟨jm( X ) | k ;m2⟩ ⟨k ; _m2|jv( y) ⟩ == ∫dm2∫d3k( 2 pi)312ωm( k )mi- yo k ⋅ ( X - y)⟨jm( 0 ) | k ;m2⟩ ⟨k ; _m2|jv( 0 ) ⟩
ahora, puedo considerar un impulso de Lorentz
Λk
tal que nos lleva al marco de reposo del estado de una sola partícula
| k ;m2⟩
:
tu(Λk) | k ;m2⟩ = | 0 ;m2⟩
, y por covarianza de la corriente (vectorial)
jm
tenemos
⟨jm( X )jv( y) ⟩ = ∫dm2⟨jρ( 0 ) | 0 ;m2⟩ ⟨ 0 ;m2|jλ( 0 ) ⟩ ∫d3k( 2 pi)312ωm( k )mi- yo k ⋅ ( X - y)(Λk)ρm(Λk)λv.
Suponiendo que la estructura anterior es correcta, ya que el operador diferencial
□gramoμ ν−∂m∂v
está dictada por la covarianza de Lorentz y la conservación actual, de hecho tenemos:
⟨jm( X )jv( y) ⟩ = ( □gramoμ ν−∂m∂v) ∫dρ (m2) yoΔ+( x − y;m2) == ( □gramoμ ν−∂m∂v) ∫dρ (m2) ∫d3k( 2 pi)312ωm( k )mi- yo k ⋅ ( X - y)== ∫dρ (m2) ∫d3k( 2 pi)3−m2gramoμ ν+kmkv2ωm( k )mi- yo k ⋅ ( X - y)
y trazando e igualando ambas expresiones obtenemos, ya que
Λρmgramoμ νΛλv=gramoρ λ
:
ρ (m2) = −gramoρ λ3m2⟨jρ( 0 ) | 0 ;m2⟩ ⟨ 0 ;m2|jλ( 0 ) ⟩ .
Mi problema está aquí: el elemento de la matriz.
⟨jρ( 0 ) | 0 ;m2⟩
parece desaparecer de manera idéntica ya que hay tres operadores de aniquilación/creación en un valor de expectativa de vacío. ¿Qué me perdí?
(EDITAR)
Ok, supongo que debo sumar los estados intermedios de partículas y antipartículas y no solo los estados de partículas individuales, lo que hace que el vev desaparezca de manera idéntica.
Indicando el elemento de espacio de fase invariante como
∫dΠ ( k ) ≡ ∫d3k( 2 pi)312ωmetro( k )
obtenemos, dejando
k
y
pag
ser el momento respectivamente de electrón y positrón y
q2
el cuadrado del centro de masa energía
⟨jm( X )jv( y) ⟩ = ∫dq2∫dΠ ( k ) ∫dΠ ( pag ) ⟨jm( X ) | k , pag ;q2⟩ ⟨ k , pag ;q2|jv( y) ⟩
ahora, puedo considerar un impulso de Lorentz
Λ
que nos lleva al marco del centro de masa del estado partícula-antipartícula y por covarianza de la corriente (vectorial)
jm
tenemos
⟨jm( X )jv( y) ⟩ = ∫dq2⟨jρ( 0 ) | pags , − pags ;q2⟩ ⟨ pags , − pags ;q2|jλ( 0 ) ⟩| pag |( 2 pi)24miCMETRO∫d3PAG( 2 pi)312ωmetro( P )mi- yo PAG⋅ ( x − y)( Λ)ρm( Λ)λv,
donde hemos realizado una simplificación en la integral de espacio de fase de 2 cuerpos (Peskin, página 107), aunque no estoy seguro de cómo deshacerme de la integración sobre un ángulo sólido
dΩ
, que suele entrar en la definición de sección transversal.
Al rastrear congramoρ λ
obtenemos, comparando con la expresión general anterior para la función de 2 puntos:
ρ (q2) = −13q2| pag |( 2 pi)24miCMETRO⟨jρ( 0 ) | pags , − pags ;q2⟩ ⟨ pags , − pags ;q2|jρ( 0 ) ⟩ ;
con un poco de álgebra de Dirac: dejando
pag1= ( ω ( pags ) , pags )
,
pag2= ( ω ( pags ) , − pags )
⟨jρ( 0 ) | pags , − pags ;m2⟩ ⟨ pags , − pags ;m2|jρ( 0 ) ⟩ = − Tr [ (pag^1+ m )γρ(pag^2- metro )γρ] =−8(2metro2+pag1⋅pag2)
y desde
| pag | =ω ( pag)2−metro2−−−−−−−−−√=miCMETRO21 -4metro2q2−−−−−−−√
obtenemos
ρ (q2) = −13q2miCMETRO21 -4metro2q2−−−−−−√( 2 pi)24miCMETRO[ - 8 ( 2metro2+pag1⋅pag2) ] =16 ( 2 pi)21 -4metro2q2−−−−−−−√(2metro2q2+ 1 )
que se ve bien aparte del factor extra 2 en el denominador.
Sol brillante
Sol brillante