Файл: Садовский М.В. Квантовая теория поля. Часть 1.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.06.2024

Просмотров: 480

Скачиваний: 0

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

.

69

ª®â®àëå ¨¬¥¥âáï 2s ¥¤¨­¨æ ¨ 0 ¤¢®¥ª, 2s ; 1 ¥¤¨­¨ж ¨ ®¤­ ¤¢®©ª , ... , 0 ¥¤¨- ­¨ж ¨ 2s ¤¢®¥ª. ª г¦¥ гª §л¢ «®бм, б¨¬¬¥ва¨з­л¥ б¯¨­®ал ¯а¥®¡а §говбп ¯® ­¥¯а¨¢®¤¨¬л¬ ¯а¥¤бв ¢«¥­¨п¬ £аг¯¯л ¢а й¥­¨©.

з бв­®бв¨, б¯¨­®ал з¥в­®£® а ­£ ¯а¥®¡а §говбп ª ª в¥­§®а ¯®«®¢¨­­®£® а ­£ . ®¬¯®­¥­вл нв¨е в¥­§®а®¢ ¬®£гв ¡лвм ­¥¯®ба¥¤бв¢¥­­® ¢ла ¦¥­л з¥а¥§ ª®¬¯®­¥­вл б®®в¢¥вбв¢гой¨е б¯¨­®а®¢. ª з¥бв¢¥ ¢ ¦­®£® ¯а¨¬¥а ¯а¨¢¥¤¥¬ ¢ п¢­®¬ ¢¨¤¥ б¢п§м ª®¬¯®­¥­в б¯¨­®а ¢в®а®£® а ­£ б ª®¬¯®­¥­в ¬¨ б®®в¢¥вбв¢го- й¥£® ¢¥ªв®а [29]:

12

= pi

 

 

az

11

= ;pi

 

(ax + iay)

 

 

 

 

2

 

 

2

 

12 = ;pi

 

az

11 = pi

 

(ax ; iay)

2

2

¨ ®¡à â­®:

22

= pi

 

 

 

(ax ; iay)

(3.164)

 

 

 

2

 

 

22 = ;pi

 

(ax + iay)

(3.165)

2

 

 

 

i

 

 

 

i

 

 

 

1

 

 

 

az = ip2 12

 

12 +

21)

 

22 ;

11)

 

11 +

22) (3.166)

= p

 

(

ax = p

 

(

ay = ;p

 

(

2

2

2

ᯮ«ì§ãï ¬ âà¨æë 㫨, í⨠ᮮ⭮襭¨ï ¬®¦­® ¯¥à¥¯¨á âì ¢ ­ £«ï¤­®¬ ¨ ª®¬- ¯ ªâ­®¬ ¢¨¤¥:

= ;pi

 

a

(3.167)

2

i

 

 

 

a = p

 

 

 

 

 

 

(3.168)

2

ª «ïà­®¥ ¯à®¨§¢¥¤¥­¨¥ ¢¥ªâ®à®¢ ­¥¯®á।á⢥­­® ¢ëà ¦ ¥âáï ç¥à¥§ ᪠«ïà­®¥

¯à®¨§¢¥¤¥­¨¥ ᮮ⢥âáâ¢ãîé¨å ᯨ­®à®¢ ª ª:

 

a b = '

(3.169)

¯¨­®àë £àã¯¯ë ®à¥­æ .

â ª, ¢ ­¥à¥«ï⨢¨áâ᪮© ⥮ਨ ç áâ¨æ ᮠᯨ­®¬ s ®¯¨áë¢ ¥âáï (2s + 1) - ª®¬- ¯®­¥­â­®© ¢¥«¨ç¨­®© { ᨬ¬¥âà¨ç­ë¬ ᯨ­®à®¬ à ­£ 2s, â.¥. ¬ ⥬ â¨ç¥áª®© ¢¥- «¨ç¨­®©, ॠ«¨§ãî饩 ᮮ⢥âáâ¢ãî饥 ­¥¯à¨¢®¤¨¬®¥ ¯à¥¤áâ ¢«¥­¨¥ £àã¯¯ë ¢à - 饭¨© SU(2). à㯯 ¢à 饭¨© ï¥âáï ¯®¤£à㯯®© £àã¯¯ë ®à¥­æ (£àã¯¯ë ¢à 饭¨© ¢ ç¥âëà¥å¬¥à­®¬ ¯à®áâà ­á⢥ - ¢à¥¬¥­¨). £à ­¨ç¨¬áï à áᬮâ७¨¥¬ ᮡá⢥­­®© £àã¯¯ë ®à¥­æ (¡¥§ ¯à®áâà ­á⢥­­ëå ®âà ¦¥­¨©). ¥®à¨ï ç¥âëà¥å- ¬¥à­ëå ᯨ­®à®¢ áâநâáï ­ «®£¨ç­® ⥮ਨ âà¥å¬¥à­ëå ᯨ­®à®¢.

¯¨­®à ¯à¥¤áâ ¢«ï¥â ᮡ®© ¤¢ã媮¬¯®­¥­â­ãî ¢¥«¨ç¨­ã = 1; 2, ᮮ⢥â-

á⢥­­® ¯à®¥ªæ¨ï¬ ᯨ­ s = 1=2. ®¤ ¢®§¤¥©á⢨¥¬ ¯à®¨§¢®«ì­®£® ¯à¥®¡à §®-

¢ ­¨п ®а¥­ж , ª®¬¯®­¥­вл б¯¨­®а ¯а¥®¡а §говбп ¤аг£ з¥а¥§ ¤аг£

(¡¨­ à­ë¥

¯à¥®¡à §®¢ ­¨ï):

 

 

01 = 1 + 2

02 = 1 + 2

(3.170)

£¤¥ ª®¬¯«¥ªб­л¥ ª®ндд¨ж¨¥­вл ; ; ; ®¯а¥¤¥«повбп г£« ¬¨ ¯®¢®а®в

ç¥âëà¥å-

¬¥à­®© á¨áâ¥¬ë ª®®à¤¨­ â ¨ ¯®¤ç¨­¥­ë ãá«®¢¨î:

 

; = 1

(3.171)



70

.

 

â ª çâ® ¤¥â¥à¬¨­ ­â ¯à¥®¡à §®¢ ­¨ï (3.170) à ¢¥­ 1, çâ® ­ ª« ¤ë¢ ¥â ®£à ­¨ç¥­¨¥

 

¢ ¢¨¤¥ ¤¢ãå ãà ¢­¥­¨© ­

ç¥âëॠª®¬¯«¥ªá­ëå ª®íää¨æ¨¥­â . ®í⮬㠮áâ ¥âáï

 

8-2=6 ¢¥é¥á⢥­­ëå ¯ à ¬¥â஢ ¯à¥®¡à §®¢ ­¨ï, ᮮ⢥âá⢥­­® ç¨á«ã 㣫®¢ ¯®-

 

¢®à®â á¨áâ¥¬ë ª®®à¤¨­ â ¢ ç¥âëà¥å¬¥à­®¬ ¯à®áâà ­á⢥ - ¢à¥¬¥­¨ (¯®¢®à®âë ¢

 

è¥á⨠ª®®à¤¨­ â­ëå ¯«®áª®áâïå).

 

 

 

 

 

 

 

 

ᨫã (3.171) ¯à¨ ¯à¥®¡à §®¢ ­¨ïå (3.170) ®áâ ¥âáï ¨­¢ ਠ­â­®© ¡¨«¨­¥©­ ï

 

ä®à¬ :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2 ; 2 1

 

 

 

 

(3.172)

 

¯®áâ஥­­ ï ¨§ ¤¢ãå ᯨ­®à®¢ ¨ , ¨ ᮮ⢥âáâ¢ãîé ï ᪠«ïà­®© ç áâ¨æ¥ á®

 

ᯨ­®¬ 0, á®áâ ¢«¥­­®© ¨§ ¤¢ãå ç áâ¨æ ᯨ­ 1/2.

 

 

 

 

 

àï¤ã á ª®­âࢠਠ­â­ë¬¨ ᯨ­®à ¬¨ ¢¢®¤ïâ ¥é¥ ¨ ª®¢ ਠ­â­ë¥ ᯨ­®àë

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= g

 

 

 

 

(3.173)

 

£¤¥

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

 

 

 

â ª çâ®

 

g = g

 

= ;1

0

 

(3.174)

 

 

 

 

1 = 2

2 = ; 1

 

 

(3.175)

 

 

 

1 2 ; 2 1 = = ;

 

(3.176)

 

®ª ¢á¥ ä®à¬ã«ë

¡á®«îâ­® ⥠¦¥, çâ® ¨ ¢ ­¥à¥«ï⨢¨áâ᪮© ⥮ਨ. §«¨ç¨¥

 

¢®§­¨ª ¥â ¯à¨ à áᬮâ७¨¨ ª®¬¯«¥ªá­® ᮯà殮­­ëå ᯨ­®à®¢. ­¥à¥«ï⨢¨áâ-

 

᪮© ⥮ਨ á㬬

1 1 + 2

2 , ®¯à¥¤¥«ïîé ï ¯«®â­®áâì ¢¥à®ïâ­®á⨠«®ª «¨§ -

 

樨 ç áâ¨æ ¢ ¯à®áâà ­á⢥, ï¥âáï ᪠«ï஬. ®í⮬ã, ª®¬¯®­¥­âë

¤®«¦­ë

 

¯à¥®¡à §®¢ë¢ âìáï ª ª ª®¢ ਠ­â­ë¥ ª®¬¯®­¥­âë ᯨ­®à . ®®â¢¥âá⢥­­®, ¯à¥-

 

®¡à §®¢ ­¨¥ (3.141), ª ª ¬ë ¢¨¤¥«¨, ï¥âáï ã­¨â à­ë¬. ५ï⨢¨áâ᪮© â¥-

 

®à¨¨ ¯«®â­®áâì ç áâ¨æ ­¥ ï¥âáï ᪠«ï஬,

¯à¥¤áâ ¢«ï¥â ᮡ®© ¢à¥¬¥­­ãî

 

ª®¬¯®­¥­âã 4-¢¥ªâ®à ,

­

ª®íää¨æ¨¥­âë ¯à¥®¡à §®¢ ­¨ï (3.170) ­¥ ­ ª« ¤ë-

 

¢ ¥âáï ­¨ª ª¨å ®£à ­¨ç¥­¨©, ªà®¬¥ (3.171). ®í⮬ã, ¢ ५ï⨢¨áâ᪮© ⥮ਨ

 

ª®¬¯«¥ªá­® ᮯà殮­­ë¥ ¯à¥®¡à §®¢ ­¨ï ᯨ­®à®¢ ®ª §ë¢ îâáï áãé¥á⢥­­® à §-

 

«¨ç­ë¬¨. ®®â¢¥âá⢥­­®, §¤¥áì ¢®§­¨ª ¥â ¤¢

⨯

ᯨ­®à®¢. ­¤¥ªáë ᯨ­®à®¢,

 

¯à¥®¡à §ãîé¨åáï ¯® ¯® ª®¬¯«¥ªá­® ᮯà殮­­ë¬ ä®à¬ã« ¬ (3.170) ®â¬¥ç îâáï

 

â®çª ¬¨ (¯ã­ªâ¨à­ë¥ ¨­¤¥ªáë).

 

 

 

 

 

 

 

 

® ®¯à¥¤¥«¥­¨î ¨¬¥¥¬

(§­ 箪 ®§­ ç ¥â §¤¥áì \¯à¥®¡à §ã¥âáï ª ª"),

 

¨ ¯à ¢¨«® ¯à¥®¡à §®¢ ­¨ï ᯨ­®à®¢ á ¯ã­ªâ¨à­ë¬¨ ¨­¤¥ªá ¬¨ ¨¬¥¥â ¢¨¤:

 

 

01 = 1 + 2

02 = 1 + 2

(3.177)

 

¯¥à 樨 ®¯ã᪠­¨ï ¨ ¯®¤­¨¬ ­¨ï ¨­¤¥ªá®¢ ¨¬¥î⠯०­¨© ¢¨¤:

 

 

 

 

 

1 = 2

2 = ; 1

 

 

(3.178)

 

® ®â­®è¥­¨î ª âà¥å¬¥à­ë¬ ¢à 饭¨ï¬ 4-ᯨ­®àë ¢¥¤ãâ á¥¡ï ª ª âà¥å¬¥à­ë¥

 

ᯨ­®àë, ¯®áª®«ìªã, ª ª ®â¬¥ç «®áì ¢ëè¥, £à㯯

¢à 饭¨© ï¥âáï ¯®¤£à㯯®©

 

£àã¯¯ë ®à¥­æ . ® ¤«ï âà¥å¬¥à­ëå ᯨ­®à®¢

 

 

. ®í⮬ã, ¢¥¤¥â ᥡï

 

¯à¨ ¢à 饭¨ïå ª ª ª®­âࢠਠ­â­ë© 3-ᯨ­®à

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 


.

71

¯¨­®ал ¢лби¨е а ­£®¢ ®¯а¥¤¥«повбп ª ª б®¢®ªг¯­®бв¨ ¢¥«¨з¨­, ¯а¥®¡а §го- й¨ебп ª ª ¯а®¨§¢¥¤¥­¨п ª®¬¯®­¥­в ­¥бª®«мª¨е б¯¨­®а®¢ ¯¥а¢®£® а ­£ . ¯а¨¬¥а, ¬®¦­® ¢¢¥бв¨ ва¨ в¨¯ б¯¨­®а®¢ ¢в®а®£® а ­£ :

 

_

_

_

_

 

 

H

(3.179)

®®â¢¥âá⢥­­®, à ­£ ᯨ­®à ¢ ५ï⨢¨áâ᪮© ⥮ਨ 㪠§ë¢ ¥âáï ¢ ¢¨¤¥ ¯ àë ç¨á¥« (k; l), â.¥. ç¨á« ­¥¯ã­ªâ¨à­ëå ¨ ¯ã­ªâ¨à­ëå ¨­¤¥ªá®¢.

¢¥àâë¢ ­¨¥ (ã¯à®é¥­¨¥) ᯨ­®à®¢ ¬®¦¥â ¯à®¨§¢®¤¨âìáï «¨èì ¯® ¯ à ¬ ¨­- ¤¥ªá®¢ ®¤¨­ ª®¢®£® த (¤¢ã¬ ¯ã­ªâ¨à­ë¬ ¨«¨ ¤¢ã¬ ­¥¯ã­ªâ¨à­ë¬), ¯®áª®«ìªã á㬬¨à®¢ ­¨¥ ¯® ¯ ॠ¨­¤¥ªá®¢ à §«¨ç­®£® த ­¥ ï¥âáï ¨­¢ ਠ­â­®© ®¯¥à - 樥©. ®í⮬ã, ¨§ ᯨ­®à

_

_

_

(3.180)

1 2:::k 1

2

:::l

ᨬ¬¥âà¨ç­®£® ¯® ¢á¥¬ k ¯ã­ªâ¨à­ë¬ ¨ l ­¥¯ã­ªâ¨à­ë¬ ¨­¤¥ªá ¬ ­¥«ì§ï ®¡à - §®¢ âì ᯨ­®à ¡®«¥¥ ­¨§ª®£® à ­£ (ã¯à®é¥­¨¥ ¯® ¯ ॠ¨­¤¥ªá®¢, ®â­®á¨â¥«ì­® ª®â®àëå ᯨ­®à ᨬ¬¥âà¨ç¥­ ¤ ¥â, á ãç¥â®¬ (3.176), ­ã«ì). ª¨¬ ®¡à §®¬, ᨬ- ¬¥âà¨ç­ë¥ ᯨ­®àë ॠ«¨§ãîâ ­¥¯à¨¢®¤¨¬ë¥ ¯à¥¤áâ ¢«¥­¨ï £àã¯¯ë ®à¥­æ , ª ¦¤®¥ â ª®¥ ¯à¥¤áâ ¢«¥­¨¥ ®¯à¥¤¥«ï¥âáï ¯ ன ç¨á¥« (k; l). ®áª®«ìªã ª ¦¤ë©

¨§ ᯨ­®à­ëå ¨­¤¥ªá®¢ ¯à®¡¥£ ¥â ¤¢

§­ 祭¨ï, â® ¨¬¥¥âáï k + 1 áãé¥á⢥­­®8

à §«¨ç­ëå ­ ¡®à®¢ ç¨á¥« 1; 2; :::; k

¢ (3.180) (ᮤ¥à¦ é¨å 0,1,2,...k ¥¤¨­¨æ ¨ k,k-

_

_

_

1,...,0 ¤¢®¥ª) ¨ l+1 ­ ¡®à®¢ ç¨á¥« 1

; 2

; :::; l. «¥¤®¢ ⥫쭮, ᨬ¬¥âà¨ç­ë© ᯨ­®à

à ­£ (k; l) ¨¬¥¥â (k+1)(l+1) ­¥§ ¢¨á¨¬ëå ª®¬¯®­¥­â, çâ® ¨ ®¯à¥¤¥«ï¥â à §¬¥à­®áâì ᮮ⢥âáâ¢ãî饣® ­¥¯à¨¢®¤¨¬®£® ¯à¥¤áâ ¢«¥­¨ï.

¢ï§ì ᯨ­®à®¢ á 4-¢¥ªâ®à ¬¨.

¯¨­®à _ ¨¬¥¥â 2 2=4 ª®¬¯®­¥­âë, á⮫쪮 ¦¥, ᪮«ìª® ¨ ã 4-¢¥ªâ®à a . ®- ᪮«ìªã â®â ¨ ¤à㣮© ॠ«¨§ãîâ ®¤­® ¨ â® ¦¥ ­¥¯à¨¢®¤¨¬®¥ ¯à¥¤áâ ¢«¥­¨¥ ᮡ- á⢥­­®© £àã¯¯ë ®à¥­æ , ¬¥¦¤ã ¨å ª®¬¯®­¥­â ¬¨ áãé¥áâ¢ã¥â «¨­¥©­ ï á¢ï§ì:

a1

=

1

(

12 +

21)

a2

=

i

(

12 ;

21)

 

2

2

 

a

3

=

1

(

11

;

22

)

a

0

=

1

(

11

+

22

)

(3.181)

 

2

 

 

 

2

 

 

«ï ¯à®áâà ­á⢥­­ëå ª®¬¯®­¥­â íâ á¢ï§ì â ª ï ¦¥, ª ª ¨ ¢ âà¥å¬¥à­®© £à㯯¥ ¢à 饭¨©, á ãç¥â®¬ § ¬¥­ë ! . ëà ¦¥­¨¥ ¤«ï a0 ®ç¥¢¨¤­® ¨§ ¯à®¢¥¤¥­- ­ëå ¢ëè¥ à áá㦤¥­¨© ® ¯«®â­®á⨠¢¥à®ïâ­®á⨠¯à®áâà ­á⢥­­®© «®ª «¨§ 樨 ç áâ¨æë, ª ª ¢à¥¬¥­­®© ª®¬¯®­¥­âë 4-¢¥ªâ®à . ¡à â­ë¥ ä®à¬ã«ë ¨¬¥îâ ¢¨¤:

11 = 22 = a3 + a0

22 = 11 = a0

;

a3

 

12 = ; 21 = a1 ; ia2

21 = ; 12 = a1 + ia2

(3.182)

®íää¨æ¨¥­âë ¢ íâ¨å ä®à¬ã« å ¯®¤®¡à ­ë â ª, ç⮡ë ᪠«ïà­®¥ ¯à®¨§¢¥¤¥­¨¥ § ¯¨áë¢ «®áì ¢ ¢¨¤¥:

a2 =

1

 

 

 

(3.183)

 

2

 

 

 

8 _ ¨ _ { íâ® ®¤­® ¨ â® ¦¥, ¯®áª®«ìªã ¯à¥®¡à §®¢ ­¨ï (3:170) ¨ (3:177) ­¥§ ¢¨á¨¬ë.


72 .

®®â¢¥âá⢨¥ ¬¥¦¤ã ¨ 4-¢¥ªâ®à®¬ a ¥áâì ç áâ­ë© á«ãç © ®¡é¥£® ¯à ¢¨« : «î¡®© ᨬ¬¥âà¨ç­ë© ᯨ­®à à ­£ (k; k) íª¢¨¢ «¥­â¥­ ᨬ¬¥âà¨ç­®¬ã ­¥¯à¨¢®- ¤¨¬®¬ã (â.¥. ®¡à é î饬ãáï ¢ ­ã«ì ¯à¨ ᢥàâë¢ ­¨¨ ¯® «î¡®© ¯ ॠ¨­¤¥ªá®¢) 4-⥭§®àã à ­£ k.

¢ï§ì ᯨ­®à à ­£ (1; 1) á 4-¢¥ªâ®à®¬ (3.181), (3.182) ¬®¦­® § ¯¨á âì ¢ ª®¬- ¯ ªâ­®¬ ¢¨¤¥ á ¯®¬®éìî ¬ âà¨æ 㫨:

 

 

 

1

^

 

0

 

1

^

 

 

 

 

a = 2Sp( )

a

 

=

2Sp

 

 

 

 

^

 

 

0

^

 

 

 

^

 

_

= a + a

1

 

 

 

 

^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£¤¥ { ¬ âà¨æ

 

, 1 { ¥¤¨­¨ç­ ï ¬ âà¨æ .

 

 

 

 

 

¯¨è¥¬ ¯à¥®¡à §®¢ ­¨¥ ᯨ­®à

¢ ¢¨¤¥:

 

 

 

 

 

 

0 = (B) £¤¥ B =

 

 

 

 

 

 

 

(3.184)

(3.185)

(3.186)

®£¤

9

_

_

 

 

_

(3.187)

 

0 = (B ) = (B+)

८¡à §®¢ ­¨¥ ᯨ­®à à ­£ (1; 1) § ¯¨áë¢ ¥âáï ⮣¤

ª ª:

 

 

0 = B B+

 

(3.188)

ਠ¡¥áª®­¥ç­® ¬ «®¬ ¯à¥®¡à §®¢ ­¨¨ B = 1+ , £¤¥ { ¡¥áª®­¥ç­® ¬ « ï ¬ âà¨æ .

®£¤

¨§ (3.188) ¨¬¥¥¬:

 

 

 

 

0

= + ( + +)

 

(3.189)

áᬮâਬ ⥯¥àì ¯à¥®¡à §®¢ ­¨¥ ®à¥­æ ª á¨á⥬¥ ª®®à¤¨­ â, ¤¢¨¦ã饩áï á

¡¥áª®­¥ç­® ¬ «®© ᪮à®áâìî v (¡¥§ ¨§¬¥­¥­¨ï ­ ¯à ¢«¥­¨ï ¯à®áâà ­á⢥­­ëå ®á¥©). ਠí⮬ 4-¢¥ªâ®à a = (a0; a) ¯à¥®¡à §ã¥âáï ª ª:

 

a0 = a ; a0 v a00 = a0 ; a v

(3.190)

ᯮ«ì§ã¥¬ ⥯¥àì (3.184). ®¤­®© áâ®à®­ë:

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

a00 = a0

; a v = a0 ; 2Sp( v)

(3.191)

á ¤à㣮©

 

 

 

 

 

a00 =

1Sp0 = a0 +

1Sp( + +) = a0

+

1Sp( + +)

(3.192)

 

2

2

 

2

 

à ¢­¨¢ ï (3.191), (3.192) ¯®«ãç ¥¬:

 

 

 

 

 

+ + = ; v

 

 

(3.193)

­ «®£¨ç­ë¬ ®¡à §®¬, à áᬠâਢ ï ¯à¥®¡à §®¢ ­¨¥ a, ¯®«ã稬:

 

 

+ + = ; v

 

 

 

(3.194)

 

 

 

 

 

 

9

0

~

;1

)

= (B

;1

0

;1

) , â ª ç⮠᪠-

 

«ï ª®¢ ਠ­â­ëå ª®¬¯®­¥­â ¨¬¥¥¬ = (B

 

 

) , = (B

 

«ïà­®¥ ¯à®¨§¢¥¤¥­¨¥ ᯨ­®à®¢ ®áâ ¥âáï ¨­¢ ਠ­â­ë¬.