Môment từ dị thường của electron và phương pháp điều cắt xung lượng trong lý thuyết trường lượng tử

Đề tài 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. Việc tính đóng góp bổ chính một vòng, sẽ phải tính thêm nhiều giản đồ Feynman, chứa các tích phân phân kỳ, mà chúng có thể phân kỳ hồng ngoại và phân kỳ tử ngoại.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Môment từ dị thường của electron và phương pháp điều cắt xung lượng trong lý thuyết trường lượng tử Môment từ dị thường của electron và phương pháp điều cắt xung lượng trong lý thuyết trường lượng tử Nguyễn Đắc Minh Trường Đại học Khoa học Tự nhiênLuận văn ThS Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và vật lý toán; Mã số 60 44 01 03 Người hướng dẫn: GS.TSKH. Nguyễn Xuân Hãn Năm bảo vệ: 2014 Keywords. Vật lý; Vật lý toán; Monent; Electron; Xung lượng; Lý thuyết trườnglượng tử.Content MỞ ĐẦU Sự phát triển của điện động lực học lượng tử QED đã chứng minh rằng, trên cơ sở lýthuyết nhiễu loạn hiệp biến do I. Tomonaga, J. Schwinger, R. Feynman khởi xướng, cùng vớiviệc tái chuẩn hóa khối lượng và điện tích của electron đã lý giải thích thành công các quátrình vật lý cơ bản qua tương tác điện từ, đồng thời cho kết quả tính toán lý thuyết phù hợpvới số liệu thực nghiệm với độ chính xác tùy ý. Ví dụ như sự dịch chuyển Lamb của các mứcnăng lượng trong nguyên tử Hydro hoặc moment từ dị thường của electron, kết quả tính toánlý thuyết và số liệu thực nghiệm 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 electron với trườngđiện từ, sẽ chứa thêm số hạng tương tác từ tính mới. Cường độ của tương tác này được mô tả e0 ebằng moment từ electron  , và nó bằng    0  0 ( m0 và e0 là khối 2m0c |  c  1 2m0lượng “trần” và điện tích “trần” của electron, 0 - gọi là magneton Bohr). Các hiệu ứng tươngtác của hạt với chân không vật lý – khi tính các bổ chính bậc cao, cho mômen từ electron,sau khi tái chuẩn hóa khối lượng electron  m0  mR  và điện tích electron  e0  eR  sẽ dẫnđến sự đóng góp bổ sung, mà nó được gọi là mômen từ dị thường. Lưu ý, chỉ số 0 ký hiệu chocác giá trị “trần”– các giá trị chưa kể tương tác, còn R – ký hiệu giá trị thu được từ thựcnghiệm. Tuy nhiên, thực nghiệm đo được moment từ của electron bằng   1,003875 0 , giá trịnày được gọi là moment từ dị thường của electron. J. Schwinger /13/ là người đầu tiên tínhbổ chính cho moment từ dị thường của electron vào năm 1948 và ông thu được kết quả phùhợp với thực nghiệm ( bổ chính cho moment từ của electron khi tính các giản đồ bậc cao choQED, sai số tính toán với thực nghiệm vào khoảng 1010 % ). Biểu thức giải tích của momenttừ dị thường electron về mặt lý thuyết gần đây đã thu được   2 3  ly thuyet  0 1   0,32748 2  1,184175 3   (0.1)  2     1,001159652236  28 .0 R  1,00115965241 20 .0 (0.2) Ở đây về cơ bản các giá trị moment trong lý thuyết trường lượng tử được tính bằng lýthuyết theo thuyết nhiễu loạn hiệp biến (0.1) và giá trị được lấy từ số liệu thực nghiệm (0.2)có sự trùng khớp khá tốt với nhau. Mục đích bản luận văn Thạc sĩ khoa học này là tính bổ chính một vòng cho moment từ dịthường của hạt trong lý thuyết trường lượng tử, cụ thể moment từ dị thường của electrontrong QED. Việc tính đóng góp bổ chính một vòng, sẽ phải tính thêm nhiều giản đồ Feynman,chứa các tích phân phân kỳ, mà chúng có thể phân kỳ hồng ngoại và phân kỳ tử ngoại. Việcloại bỏ phân kỳ hồng ngoại theo cách thông thường: cho photon ảo một khối lượng tối thiếumin , kết quả cuối cùng cho min  0 , còn phân kỳ tử ngoại trong quá trình tính toán giản đồFeynman có nhiều cách được sử dụng: phương pháp điều chỉnh Pauli- Villars, phương phápđiều chỉnh thứ nguyên, và phương pháp cắt xung lượng lớn. Trong luận văn này chúng tôi sửdụng phương pháp điều cắt xung lượng lớn, đang được sử dụng rộng rãi trong lý thuyếttrường lượng tử nói chung và QED nói riêng. Nội dung Luận văn Thạc sỹ khoa học bao gồm phần mở đầu, ba chương, kết luận, tàiliệu tham khảo và một số phụ lục. Chương 1 - Phương trình Pauli và moment từ của electron. Phương trình Pauli vàmoment từ có thể thu nhận bằng hai cách: Trong mục 1.1 xuất phát từ phương trìnhSchrodinger bằng tư duy hiện tượng luận ta thu được phương trình Pauli với số hạng tươngtác của moment từ electron với trường ngoài /1/. Mục 1.2 dành cho việc nhận phương trìnhPauli bằng việc lấy gần đúng phi tương đối tính phương trình Dirac ở trường điện từ ngoàitrong gần đúng v  c  , v – là vận tốc của hạt, còn c là vận tốc ánh sáng. Các bổ chính tươngđối tính tiếp theo cho phương trình Pauli ở gần đúng bậc cao hơn  v  thu được bằng việc sử cdụng phép ...