Feynman-Propagator für Photonen und die tatsächliche Ausbreitung von Photonen

Beim Lesen einiger Bücher zur Quantenfeldtheorie (vgl. LH Ryder. 'Quantum Field Theory') scheint es, dass das Konzept der Pfadintegrale in der Quantenmechanik auf die Feldtheorie erweitert werden kann, indem das Konzept der Propagatoren verwendet wird. Ohne ins Detail zu gehen wird der Photonenpropagator per Pfad-Integral-Verfahren berechnet:

D F ( k ) μ v = − G v μ k 2

Meine Frage ist: Verbreitet dieser Propagator wirklich das Photon? Kann ich den Propagator in der QED im Sinne eines Anfangszustandes in einer früheren Zeit verstehen, der in einen Endzustand übergeht?

Ψ ( Q , T ) = ∫ K ( Q T , Q ' T ' ) Ψ ( Q ' , T ' ) D 3 Q ' .

Wenn ja, warum sieht es nicht wie das Huygens-Fresnel-Prinzip aus, da die Rayleigh-Sommerfeld-Gleichung zeigt, wie sich das elektromagnetische Feld im freien Raum ausbreitet?

Propagator hier ist eine 2-Punkt-Grünfunktion. Und ja, dieser Propagator ist der Photonenpropagator und das wird durch die Messinvarianz gesehen. Schreiben Sie Maxwell Lagrangian und die Umkehrung dieses Operators ist Photonenpropagator.

Antworten (1)

Bei der Modellierung von Elementarteilchen-Wechselwirkungen werden Feynman-Diagramme verwendet, um die Streuamplitude darzustellen, die den Wirkungsquerschnitt für die Wechselwirkung ergibt.

e+e-

Dies ist ein Diagramm zur Berechnung des Beitrags erster Ordnung zur elastischen Streuung (wobei die x-Achse als Zeit genommen wird) eines ankommenden e+ e-Paares zu einem abgehenden e+ e-Paar. Das ausgetauschte Photon heißt virtuell und wird im Integral der Rechnung als der von Ihnen diskutierte Photonenpropagator dargestellt.

Die e+ und e- sind echte Teilchen, denn sie haben nicht nur die Quantenzahlen der e+ und e- sondern auch die feste Masse, sie befinden sich auf einer Massenhülle. Das ausgetauschte Photon ist eine Hülle außerhalb der Masse, da der Vierervektor der ein- und ausgehenden zwei realen Teilchen eine unveränderliche Masse ungleich Null hat, während Photonen eine Masse von Null haben. Im Allgemeinen geht die Masse des virtuellen Teilchens in den Nenner des Propagators ein , in Ihrem Fall ist die Masse des Photons Null.

Meine Frage ist: Verbreitet dieser Propagator wirklich das Photon?

Es verbreitet die Wirkung des Photons innerhalb des Integrals, das das Diagramm impliziert.

Der Einfluss der Propagatormasse auf die Integration lässt sich besser verstehen mit Z-Austausch für den gleichen Abgang:

Z

Der Propagator des virtuellen Z hat im Nenner die Masse im Quadrat. Da die Masse für niedrige einfallende Energien nahe bei 100GeV liegt, ist das Diagramm in Bezug auf den Photonenaustausch sehr unterdrückt. Wenn die unveränderliche Masse des ankommenden Signals auf der Z-Masse liegt, wird die Resonanzspitze erzeugt.

Was man beachten sollte, ist, dass Propagatoren innerhalb der Integrationsgrenzen liegen. Freie Teilchen sind es nicht. Der Propagator ist kein echtes Teilchen auf der Schale. Es hat nur die Quantenzahlen des Teilchens und seine Masse im Nenner, aber der vier Vektor, den es darstellt, ist eine Hülle außerhalb der Masse, und daher ist es kein echtes Teilchen.

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