Teoría cuántica de campos y la aproximación de Hartree-Fock

Actualmente estoy revisando algunas de mis notas sobre la teoría cuántica de campos (la versión de Greiner) y me preguntaba si QFT siempre funciona en la aproximación de Hartree-Fock. ¡O al menos eso es lo que me parece a mí!

Tenemos nuestros operadores de campo ψ ^ ( r , t ) y ψ ^ ( r , t ) que aniquilan o crean una partícula en ( r , t ) . Usando las relaciones de conmutación apropiadas obtenemos fermiones o bosones. Pero estos son operadores de UNA PARTICULA que obedecen las relaciones de conmutación correctas, o que dan la simetría correcta (usando la estructura del espacio de Fock).

Ahora, intuitivamente, puedo ver esto para los hamiltonianos de partículas libres que darán un resultado exacto, ya que podremos reescribirlos como:

H ^ 0 = norte mi norte a ^ norte a ^ norte ,

que de hecho produce un resultado en el sentido de funciones de producto (ya que cada función propia de a ^ norte a ^ norte es también uno de H ^ 0 .

Ahora, el problema comienza cuando obtenemos interacciones de dos partículas (o de muchas partículas), ya que el hamiltoniano no es diagonizable de ninguna manera fácil. Esto nos obliga a utilizar la teoría de perturbaciones y, por tanto, la matriz de dispersión. Al aplicar el teorema de Wick, podemos dividir el término de orden n de la matriz de dispersión en operadores de la forma a ^ norte a ^ norte que podemos calcular en términos de nuestra base de producto. Lo cual también se puede expresar en términos de un conjunto base de productos.

Ahora, una pregunta larga y breve: ¿siempre trabajamos en la aproximación de Hartree cuando estamos haciendo QFT, o me equivoco?

Una palabra clave para la búsqueda en la web parece ser "Teoría de campos cuánticos de muchos cuerpos". Por ejemplo, en esta referencia , hay una discusión (para un diagrama de autoenergía), Capítulo 12.6.1 , página 209 , ecuación ( 12.29 )
Hay algunos cálculos QED basados ​​en la perturbación del resultado no relativista, por ejemplo, arXiv:1212.3196. La parte no relativista se realiza mediante un cálculo explícitamente correlacionado, no Hartree-Fock. Sin embargo, eso es un cálculo mixto de QM + QFT, no QFT puro.
Sí, supongo que estoy mezclando la situación de campo libre con la situación de campo interactivo. Pero no estoy muy seguro de cómo ver a través de eso...

Respuestas (1)

No, la aproximación de Hartree es solo la más simple de las aproximaciones utilizadas. Además, solo funciona para campos bosónicos, para QED o QCD, que contienen fermiones, se necesita al menos la aproximación de Hartree-Fock.

La aproximación de Hartree y la aproximación de Hartree-Fock se denominan aproximaciones de campo medio, ya que la influencia de todas las demás partículas en una sola partícula se tiene en cuenta solo de forma promediada. Las aproximaciones de campo medio suelen ser primeras aproximaciones razonables, pero no muestran características importantes de QFT realistas, como dimensiones anómalas.

¿No es también más fácil decir (debido a mi razonamiento anterior) que estos estados de productos dan una buena interpretación en el caso de PARTÍCULAS LIBRES, donde la definición de "una partícula" tiene sentido y también se aplican estas consideraciones de Hartree-Fock? Mientras que en el caso de interacción, estos estados pueden mezclarse y puede obtener sumas de diferentes estados que no son Hartree-Fock.
No. Los estados que no son productos son estados válidos incluso en el caso libre. Sin embargo, en el caso libre, seguirán siendo estados de producto bajo la dinámica, mientras que en el caso no libre no lo serán. En particular, en el caso no libre, un estado de producto no puede ser un estado de producto exacto.
¿Cómo crearía un estado sin producto con los operadores de creación? ¿Definirías un operador de creación de 2 partículas?
@Nick: Uno crea estados de productos y los resume.