W Scheitelfaktor bei schwacher Wechselwirkung

Ich bin verwirrt über die W ± Scheitelfaktor bei schwachen Wechselwirkungen. In Griffiths Lehrbuch „Introduction to Elementary Particles“ wird die W ± Vertexfaktor ist gegeben durch (10.92) auf Seite 324:

(10.92) ich G w 2 2 γ μ ( 1 γ 5 )
In Srednickis Lehrbuch „Quantum Field Theory“ fordert uns jedoch Problem 88.6 (auf Seite 538) auf, Raten für die Zerfallsprozesse zu berechnen W + e + v e , ... usw. Die Antwort finden Sie im Lösungshandbuch . Auf Seite 146 des Lösungshandbuchs steht es

Stellen Sie sich ein massives Vektorfeld vor Z μ und ein Dirac-Fermionfeld Ψ mit L ich N T = Z μ Ψ ¯ ( G v G A γ 5 ) Ψ ; dann die Amplitude für Z e + e Ist T = ε μ v ¯ 2 γ μ ( G v G A γ 5 ) u 1 . ... ... Die Amplitude ist gleich, wenn Ψ ¯ ist ein anderes Dirac-Feld, das nichts damit zu tun hat Ψ , also gilt es auch für einen Prozess wie W + e + v ¯ .

Meine Frage ist: Warum gibt es keine ε μ in (10.92), wohingegen es eine gibt ε μ (was zu erklären scheint W + ) in der Amplitude T = ε μ v ¯ 2 γ μ ( G v G A γ 5 ) u 1 für den Verfallsprozess W + e + v ¯ ?

Antworten (1)

Diese beiden Dinge sind verwandt, aber unterschiedlich.

Ihre Gleichung ( 10.92 ) gibt den Wert eines Scheitelpunkts an, während T in Srednickis Buch repräsentiert eine Amplitude.

Grundsätzlich ist der Scheitelpunkt einer der beiden Bausteine ​​der Feynmann-Diagramme. Ein Diagramm ist eine Multiplikation von Scheitelpunkten und Propagatoren und wird zu einer komplexen Amplitude für den Prozess, wenn Sie diese Amplitude mit den externen Partikelfaktoren multiplizieren, z ϵ μ .

Ein Beispiel: Feynmanns QED-Vertex ist gegeben durch ich e γ μ (Das Zeichen hängt von Konventionen ab, ich folge dem Lehrbuch von Michele Maggiore). Nehmen wir nun den typischen Beitrag erster Ordnung zum Prozess e γ e : der relevante Graph ist

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

(Hier werden Zukunft und Vergangenheit durcheinander gebracht, diese Grafik hier dient nur als Referenz). Jetzt besteht der Graph aus einem Scheitelpunkt und drei äußeren Schenkeln: Der Scheitelpunkt hat einen Wert ich e γ μ , und die Amplitude kann geschrieben werden als

T = ϵ μ ( k ) u ¯ ( P 1 ) ( ich e γ μ ) u ( P 2 ) ,
Wo k ist der Impuls des Photons, P 1 der Impuls des ankommenden Elektrons und P 2 der Impuls des ausgehenden Elektrons. Der Betrag der Amplitude im Quadrat, | T | 2 , ist proportional zu Abklinglängen und Wirkungsquerschnitten (allgemeiner in der S -Matrix) und wird verwendet, um zu verstehen, "wie viel" ein Prozess passiert.

Ps: als netten Nachtrag, beachte das, wenn du den Vorgang bedenkst γ e + e , können Sie denselben gedrehten Graphen verwenden, also müssen Sie einige externe Beinfaktoren ändern, um zu erhalten

T = ϵ μ ( k ) u ¯ ( P 1 ) ( ich e γ μ ) v ( P 2 ) .
Berechnet man das Quadrat dieser Amplitude, erhält man einen von Null verschiedenen Wert. Aber aus elementaren Überlegungen zur 4-Impuls-Erhaltung wissen Sie, dass dieser Prozess nicht stattfinden kann, da es keine Möglichkeit gibt, die zeitähnlichen Impulse der Materieteilchen zu summieren, um einen lichtähnlichen Impuls zu erhalten. Die Amplitude kann also auch dann von Null verschieden sein, wenn ein Prozess nicht beobachtet wird: in diesem Fall die δ das drückt die Impulserhaltung in aus S matrix kümmert sich darum und um den Prozess γ e + e kann nicht passieren, selbst wenn die Amplitude nicht Null ist.