Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Môment từ dị thường của electron và phương pháp điều cắt xung lượng trong lý thuyết trường lượng tử

Mục đích của luận văn là tính bổ chính một vòng cho moment từ dị thường của hạt trong lý thuyết trường lượng tử, cụ thể moment từ dị thường của electron trong QED. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Môment từ dị thường của electron và phương pháp điều cắt xung lượng trong lý thuyết trường lượng tử ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------------------------- Nguyễn Đắc Minh MOMENT TỪ DỊ THƢỜNG CỦA ELECTRONVÀ PHƢƠNG PHÁP CĂT XUNG LƢỢNG LỚN TRONG LÝ THUYẾT TRƢỜNG LƢỢNG TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hµ Néi - 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------------------------- Nguyễn Đắc Minh MOMENT TỪ DỊ THƢỜNG CỦA ELECTRONVÀ PHƢƠNG PHÁP CĂT XUNG LƢỢNG LỚN TRONG LÝ THUYẾT TRƢỜNG LƢỢNG TỬ Chuyªn ngµnh: VËt lý lý thuyÕt vµ VËt Lý to¸n M· sè: 60.44.01.03 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌCNGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS. TSKH. NGUYỄN XUÂN HÃN Hµ Néi - 2014 Lêi c¶m ¬n Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới GS. TSKH. NguyễnXuân Hãn, người đã trực tiếp chỉ bảo tận tình, trực tiếp giúp đỡ em trong suốtthời gian học tập và hoàn thành Bản luận văn thạc sĩ khoa học này. Em cũng gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới tất cả các Thầy Cô, Tập thểcán bộ Bộ môn Vật lý lý thuyết, cùng toàn thể người thân, bạn bè đã giúp đỡ,dạy bảo, động viên, và trực tiếp đóng góp, trao đổi những ý kiến khoa học quýbáu để em có thể hoàn thành Bản luận văn này. Qua đây, em cũng chân thành gửi lời cảm ơn tới các Thầy C« ở KhoaVật lý đã hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trongsuốt quá trình học tập và hoàn thành Bản luận văn này . Hà Nội, ngày 20 tháng 08 năm 2014 Học viên Nguyễn Đắc Minh MỤC LỤCMỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1Chương 1 - PHƢƠNG TRÌNH PAULI VÀ MOMENT TỪ CỦAELECTRON .................................................................................................... 51.1 Phương trình Pauli ..................................................................................... 51.2 Phương trình Dirac ở trường ngoài trong giới hạn phi tương đối tính.................61.3 Các bổ chính tương đối tính cho phương trình Pauli ................................. 9Chương 2 - GIẢN ĐỒ FEYNMAN VÀ MOMENT TỪ DỊ THƢỜNGELECTRON .................................................................................................. 172.1 S-ma trận ................................................................................................... 172.2 Các giản đồ Feynman cho đóng góp vào moment từ dị thường ............... 222.3 Hệ số dạng điện từ ..................................................................................... 23Chương 3 - BỔ CHÍNH CHO MOMENT TỪ DỊ THƢỜNG .................. 273.1. Bổ chính cho moment dị thường trong gần đúng một vòng .................... 273.2. Moment từ dị thường cùng với các bổ chính lượng tử ............................ 33KẾT LUẬN .................................................................................................... 35TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 37PHỤ LỤC ...................................................................................................... 38 DANH MỤC HÌNHHình 1. Các giản đồ Feynman cho tán xạ electron ở trường ngoài theo lýthuyết nhiễu loạn hiệp biến trong gần đúng một vòng .................................. 18 MỞ ĐẦU Sự phát triển của điện động lực học lượng tử QED đã chứng minh rằng, trên cơsở lý thuyết nhiễu loạn hiệp biến do I. Tomonaga, J. Schwinger, R. Feynman khởixướng, cùng với việc tái chuẩn hóa khối lượng và điện tích của electron đã lý giảithích thành công các quá trình vật lý cơ bản qua tương tác điện từ, đồng thời cho kếtquả tính toán lý thuyết phù hợp với số liệu thực nghiệm với độ chính xác tùy ý. Vídụ như sự dịch chuyển Lamb của các mức năng lượng trong nguyên tử Hydro hoặcmoment từ dị thường của electron, kết quả tính toán lý thuyết và số liệu thựcnghiệm trùng nhau với độ chính xác cao./1, 4, 6-13, 15,17/ Phương trình Dirac cho electron ở trường điện từ ngoài, tương tác của electronvới trường điện từ, sẽ chứa thêm số hạng tương tác từ tính mới. Cường độ củatương tác này được mô tả bằng moment từ electron  , và nó bằng e0h e  0  0 ( m0 và e0 là khối lượng “trần” và điện tích “trần” của 2m0c | h  c  1 2m0electron, 0 - gọi là magneton Bohr). Các hiệu ứng tương tác của hạt với chânkhông vật lý – khi tính các bổ chính bậc cao, cho mômen từ electron, sau khi táichuẩn hóa khối lượng electron  m0  mR  và điện tích electron  e0  eR  sẽ dẫn đếnsự đóng góp bổ sung, mà nó được gọi là mômen từ dị thường. Lưu ý, chỉ số 0 kýhiệu cho các giá trị “trần”– các giá trị chưa kể tương tác, còn R – ký hiệu giá trị thuđược từ thực nghiệm. Tuy nhiên, thực nghiệm đo được moment từ của electron bằng   1,003875 0 ,giá trị này được gọi là moment từ dị thường của electron. J. Schwinger /13/ làngười đầu tiên tính bổ chính cho moment từ dị thường của electron vào năm 1948và ông thu được kết quả phù hợp với thực nghiệm ( bổ chính cho moment từ củaelectron khi tính các giản đồ bậc cao cho QED, sai số tính toán với thực nghiệm vàokhoảng 1010 % ). Biểu thức giải tích của moment từ dị thường electron về mặt lýthuyết gần đây đã thu được 1   2 3  ly thuyet  0 ...