Файл: Вайнберг С. Квантовая теория полей. Том 2 (2001).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.06.2024

Просмотров: 5204

Скачиваний: 6

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

20.2. Поток импульса

351

(k, p − k) = 1 −

g

X1

F m2

+ 4x(1 − x) μ2 3I

+ L . (20.2.16)

Fϕ2

Y

dx lnG

J

32π

2

2

2

x(1 − x)

Z0

H

m

+ p

K

Мы выбрали здесь такую связь точки перенормировки k(μ), p(μ) для оператора ϕ2 с соответствующей точкой перенормировки для константы связи g, что p(μ)2 =4μ2/3, òàê ÷òî Fϕ2 (k, p k) = 1 ïðè p2 = 4μ2/3.

Рассмотрим теперь случай, когда число n внешних линий с фиксированными импульсами более двух. В согласии с предыдущими рассуждениями, в пределе k → µ ведущими диаграммами в Γ(k;p1,..., pn) будут те, в которых две внешние линии, несущие фиксированные импульсы k и p−k, могут быть отделены от n внеш-

них линий с фиксированными импульсами путем разрезания пары внутренних линий:

Γ(k; p1. . . pn ) → z d4k′ I(k, k′, p)Γ(k′; p1. . . pn ) .

(20.2.17)

Как и ранее, невозможно просто использовать асимптотический предел для ядра I(k,k′,p) в правой части при k → ∞, поскольку существенный вклад в этот интеграл вносят значения k′ порядка k.

Преодолеть это затруднение можно, переписав (20.2.17) в виде

Γ(k; p1 . . . pn ) → w d4k′I(k, k′, p) Γ(k′; p1. . . pn ) − Uϕ2 (k′)Fϕ2 (p1. . . pn )

+ Fϕ2 (p1. . . pn )u d4k′I(k′, k, p)Uϕ2 (k′),

(20.2.18) где, по индукции, предполагаем, что вплоть до некоторого заданного порядка N

Γ(k; p1. . . pn ) → Uϕ2 (k)Fϕ2 (p1. . . pn ),

(20.2.19)

с поправочными членами порядка 1/k5. Теперь с помощью предела (20.2.4) и уравнения (20.2.8) можно переписать (20.2.18) в виде

Γ(k; p1 . . . pn ) → I∞ (k)w d4k′ Γ(k′; p1. . . pn ) − Uϕ2 (k′)Fϕ2 (p1. . . pn )

+ Fϕ2 (p1. . . pn ) Uϕ2 (k) − CI∞ (k) .


Uϕ2 (k)

352

Глава 20. Операторные разложения

Это согласуется с (20.2.19) в порядке N + 1, если принять, что

CFϕ2 (p1 . . . pn ) = w d4k′ Γ(k′; p1 . . . pn ) − Uϕ2 (k′)Fϕ2 (p1 . . . pn )

или, используя выражения (20.2.10) и (20.2.12),

Fϕ2 (p1 . . . pn ) = Zϕ2 z d4k′ Γ(k′; p1 . . . pn ) .

(20.2.20)

Полученное выражение просто утверждает, что Fϕ2 (p1. . . pn ) есть матричный элемент перенормированного оператора Zϕ2 ϕ2 , òàê

что соотношение (20.2.1) соответствует формуле (20.2.2) для операторного произведения. В частности, как было показано, — одна и та же коэффициентная функция независимо от того, какие значения принимают n или импульсы р1,..., ðn.

Строго говоря, оператор (ϕ2)R не является ведущим слагаемым в операторном разложении произведения двух ϕ. Существует

еще операторная единица, имеющая меньшую размерность, чем (ϕ2)R, но она была исключена из уравнения (20.2.2), поскольку (как

и указыает индекс С) мы отбросили несвязные диаграммы. Как отмечено выше, при k → ∞ диаграммы для Γ(k) ïðè n = 0 (è pμ = 0)

доминируют в области интегрирования, где все внутренние линиии несут импульсы порядка k, и U1(k) − вклад от этой области.

Операторы более высокой размерности и более общие теории будут рассмотрены в приложении к этой главе.

20.3. Ренормгрупповые уравнения для коэффициентных функций

Как отмечалось ранее, одно из свойств операторного разложения, делающее его столь полезным, заключается в том, что зависимость коэффициентных функций от импульсов определяется уравнениями ренормгруппы. Это есть следствие того, что коэффициентные функции возникают из предельных значений сумм фейнмановских диаграмм (типа I∞(k) в разделе 20.2), в которых все су-

щественные импульсы одновременно устремляются к бесконечности, так что можно, не сталкиваясь с сингулярностями, положить массы равными нулю. Тем не менее, из-за эффектов перенормировки коэффициентные функции в операторном разложении не подчиняются простым законам масштабных преобразований: эти функции


20.3. Ренормгрупповые уравнения для коэффициентных функций

353

умножаются на зависящие от масштаба константы перенормировки и в них входят перенормированные константы связи, которые сами зависят от масштаба.

Рассмотрим операторное разложение функции Грина Γll′(k,k′,p),

у которой импульсы множества l входящих линий (в совокупности обозначенные k, причем их сумма равна p) одновременно устремляются к бесконечности, в то время как у множества l′ оставшихся исходящих линий импульсы (в совокупности обозначенные k′, ïðè-

чем их сумма равна p) имеют фиксированные значения:

l

(20.3.1)

Γll′ (k, k , p) → å UO

(k)FO ,l′ (k , p).

O

Функция FO ,l′ (k′, p) есть матричный элемент перенормированного опе-

ратора OR = åO ′ ZO O ′O ′ , так что коэффициент при ней Ul (k) â ïðî-

, O −1

изведении полей, соответствующих линиям l, пропорционален ZO ,O ′ , а также величине Zl′,l — прямому произведению всех перенорми-

ровочных матричных множителей у полевых (или составных) операторов множества l. Отсюда

μ

d

UOl

= å γll′UOl′ − å UOl ′γOO ′ + β(g)

UOl ,

l

O

∂g

ãäå

μ

Zll′ = å γll′′Zl′′l′ ,

μ

ZO ,O ′ = å γOO ′′ZO ′′,O ′ ,

∂μ

∂μ

l′′

O ′′

(20.3.2)

(20.3.3)

и для простоты мы предположили, что имеется лишь одна перенормируемая константа связи gμ, определенная как значение неко-

торой фейнмановской амплитуды в точке перенормировки с импульсами порядка μ и удовлетворяющая уравнению μdgμ / dμ = β) .

Чтобы иметь возможность использовать анализ размерностей, умножим все операторы на степени μ так, чтобы все они стали безраз-

мерными. Это приведет к тому, что компоненты Z- и g-матриц также станут безразмерными, причем в пределе нулевой константы связи их значения равны

γll′ → δll′N(l), γOO → δOO ′N(O ),

(20.3.4)


UOl′′ (gκ , n)

354

Глава 20. Операторные разложения

где N(O) — размерность оператора O, а N(l) - полная размерность

множества полей (равная сумме величин s + 1 для каждого поля, где s = 0 для скалярного и безмассового калибровочного полей, s = 1/2 для дираковских полей и т. д.). Кроме того, из анализа размерностей следует, что при kμ =knμ, ãäå nμ - фиксированный вектор, амплитуда может зависеть от k только через отношение k/m, не считая множителя k4-4n(l), возникающего от интегралов, исполь-

зованных для определения фурье-образа. Тогда решение уравнения (20.3.2) принимает вид

é

UOl (kn) = k4−4n(l) å êêM

l′,O′ ê

ë

é

ì

æ

κ

dm

´

êM

ïexp

ç

ó

g(gμ

ê

í

ç

ô

m

ê

ï

ç

õ

ë

î

è

ì

æ

ï

ç

íexp

ç

ï

ç

î

è

ö

üù−1

÷

ïú

ýú

÷

ï

ú ′

ø

þûO O

κ

ó dm ôõ m

,

öüù g(g )÷ïú μ ÷ýú ÷ïú

øþûll′

(20.3.5)

где М обозначает «m-упорядоченное» произведение, т. е. перегруп-

пировку каждого члена в разложении экспонент таким образом, чтобы множители располагались в порядке убывания m слева на-

право.

Это приводит к особенно простым результатам, когда gμ стремится при m ® ¥ к фиксированной точке g*. Вклад больших m â M{òκ g(gμ ) dmm} равен тогда матричному множителю kγ(g*), который в силу m-упорядочивания возникает слева. Поэтому выражение (20.3.5)

принимает вид

l

(kn) = k

4−4n(l)

å′ ′

é

γ(g* ) ù

C

é

−γ(g* ) ù

,

(20.3.6)

UO

ëk

ûl,l′

l′,O ′ ëk

ûO ′,O

l ,O

где C — либо константа, либо сумма степеней ln k, в зависимости от скорости приближения gκ ê g*.

Особый физический интерес вызывет частный случай асимптотически свободных теорий типа квантовой хромодинамики. В этом случае фиксированная точка находится при g* = 0 и, согласно (20.3.4), вблизи этой точки g-матрицы ведут себя как

2

O

2

(20.3.7)

g(g)ll′ ® N(l)dll′ + g cll′ , g(g)OO ′ ® N( ) + g cOO ′ ,