光子傳播子圈鏈圖的嚴(yán)格計(jì)算方法及相關(guān)電子與電子相互作用散射截面的修正.pdf

1、量子電動(dòng)力學(xué)圓滿地解決了光子的自發(fā)射困難,并且成功地用于康普頓效應(yīng)、光電效應(yīng)、韌致輻射、電子對(duì)的產(chǎn)生與湮滅等現(xiàn)象的研究。然而在量子電動(dòng)力學(xué)中卻發(fā)現(xiàn)了無(wú)窮大的自能。這些自能無(wú)窮大的問(wèn)題被稱為量子電動(dòng)力學(xué)的發(fā)散困難。在量子電動(dòng)力學(xué)中,即使是自由電磁場(chǎng)的傳播理論也會(huì)帶來(lái)無(wú)窮大的計(jì)算結(jié)果。這是由于根據(jù)狄拉克的電子理論,真空是所有負(fù)能級(jí)都被填滿而所有正能級(jí)都空著的狀態(tài)。在外來(lái)電磁場(chǎng)的作用下,負(fù)能級(jí)中的電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將起變化,從而使真空產(chǎn)生極化。我

2、們知道光子的真空極化效應(yīng)的作用量是一個(gè)發(fā)散性的張量,如何解決它的發(fā)散問(wèn)題,如何處理其中的張量部分,就是本文研究的一個(gè)重點(diǎn),那就是通過(guò)重整化理論來(lái)解決光子傳播子的圈鏈圖的嚴(yán)格計(jì)算,從而解決了它的真空極化效應(yīng)的發(fā)散問(wèn)題,以及圈鏈圖效應(yīng)下的電子與電子相互作用的散射截面修正。本文作者在Lorentz變換不變的前提下,基于最小電磁耦合理論,采用量子場(chǎng)論的微擾理論的方法,來(lái)處理電子與電子在散射過(guò)程中交換γ光子的相互作用。首先以量子場(chǎng)論為基礎(chǔ),用經(jīng)典

3、的Lagrangian密度量為起點(diǎn),根據(jù)量子場(chǎng)論中的微擾理論,計(jì)算了γ光子傳播子的圈鏈圖的修正,即先后采用了動(dòng)量重整化方法,大動(dòng)量積分極限法和復(fù)變函數(shù)積分法,計(jì)算出了γ光子圈鏈圖傳播子的輻射修正值,而這個(gè)修正值(有限量)的計(jì)算是非常復(fù)雜的,作者的研究重點(diǎn)就是放在對(duì)這個(gè)有限量的計(jì)算上,嚴(yán)格得出了重整化有限量的解析式,并討論分析了它的數(shù)值解及連續(xù)性。然后利用Feynman傳播子理論,計(jì)算了最低階電子與電子(樹(shù)圖階)的散射微分截面,并根據(jù)有限