交叉对称性
色散关系
量子场论中,微观因果性与幺正性、谱条件、交叉对称性等原理结合起来,也可以导出散射振幅满足的色散关系。
概念
量子场论中,微观因果性与幺正性、谱条件、交叉对称性等原理结合起来,也可以导出散射振幅满足的色散关系。
用色散关系研究强作用时,是将解析性与幺正性、谱条件、交叉对称性等相结合,使得到的许多物理过程的散射振幅相互联系,得出一组耦合的方程式。利用它们可以对强作用进行唯象分析。
基本原理
为得到,还可以简单地运用反粒子描述,见图1“交叉”的结果,按这种方式,有:
考虑过程,它有两个独立的运动学变量,例如入射能量和散射角。通常需要把表示成为Lorentz变换下的不变量的函数,这些不变量是粒子的四动量的标量积,,,等,由于(是第个粒子的静止质量)和能量-动量守恒,不变量中只有两个是独立的。习惯上往往采用Mandelstam变量:
它们满足如下关系式:
为表现由交叉相联系的过程的运动学或物理的区域,构造一个保持,,对称的二维图。画出三个轴,,,使之构成高为的等边三角形(图2)。从三角形内或外(注意,,的符号)任一点到三轴垂直距离之和等于三角形的高度。是过程的质心系总能量的平方,习惯上称为道过程。在前一例中,道反应为,交叉反应和分别称为道和道,因为和分别等于该道的质心系能量。对不等质量粒子的散射,物理区域的边界更复杂,但存在三个不相交区域这个一般性结论仍然成立。
将作为道过程,容易证明:
其中是质心系散射角,,和分别为入射和散射电子在质心系中的动量。还可以证明这一过程只有当,,时才是物理上允许的。这一物理区域在图2中用阴影标出。注意,()对应于向前(向后)散射。对于交叉反应(),变成质心系总能量的平方,这一过程在不同运动学区域才能实现:,,。需要注意,而,为入射的能量。如果道过程为,该反应和交叉反应的物理区域的边界由下式给出:
其中和分别为电子和子的质量。利用无自旋电子-正电子散射不变幅式子和交叉关系式子的形式,可以推导出:
采用Mandelstam变量,可写为:
由此计算的截面画在图3上,明显给出向前和向后的峰。和分别是动量转移的平方,即虚光子动量的平方。当光子的动量平方很小时,即它几乎在质壳上,由不确定性原理,相互作用的力程非常大,因此相应的截面非常大。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 14:07
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概述
概念
基本原理
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