ФИАН / Nefedyev_Ktp
.pdf
v+
S = 1
|
|
e+e− |
||
¯ |
1 |
× |
1 |
|
= |
2 |
2 |
|
|
0 1
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
t 4m2 |
|
|
|
|
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
t |
2πα2 |
|
t |
|
− |
|
|
|||
t |
|
m |
|
|
||||||
σ2γ |
4m2 |
|
|
ln |
|
2 |
|
1 , |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t → 4m2 |
|
|
|
√ |
πα2 |
|
|
|
πre2 |
|||
t |
|
|
|
|
= |
|
, |
|||
|
|
|
|
v |
||||||
σ2γ |
→ |
4m2 |
|
|
|
2 |
|
+ |
||
|
|
m t − 4m |
|
|
|
|||||
ψ(0) ≡ ψ(r = 0) |
|
ψ(0) |
|
|
|
S |
|||
|
L = 0 |
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
(2S + 1)|S=0 0 + (2S + 1)|S=1 1 |
= |
1 |
0 |
+ |
3 |
1, |
|||
|
|
||||||||
4 |
4 |
||||||||
1 |
(−1)L+S |
S |
|
|
|
|
|
3 |
S1 |
|
S0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
n
¯
= 2γ + 3γ + 4γ + . . . ,
1 |
0 = 2γ |
+ 4γ + . . . , |
3 |
1 |
= 3γ + 5γ + . . . , |
|||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
4 |
4 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
0 ≈ 4 2γ , |
1 ≈ |
4 |
3γ. |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
||||||
e+e− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
τ0 = |
~ |
, 0 |
≈ 4 2γ = 4|ψ(0)|2(v+σ2γ )v+→0 = |
1 |
mα5, |
|||||||||
|
|
|||||||||||||
0 |
2 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v = (p+ − p−)/m = 2p/m |
|
|
|
|
1−− |
||||||
|
|
|
|
|
S |
D |
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|p| αm |
3D1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
p |
|
k1 |
|
|
|
|
p |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
|
|
P |
||||
|
|
p − P |
|
k2 |
|
|
|
p − P |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
α |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σ2γ |
||
j = v+|ψ(0)|2 |
|
|
|
|
|
j =2 v+/V = ρ+v+ |
|||||
|
|
|
|
ρ+ = |ψ(0)| |
|||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|||
|
|
|
ψ(r) = |
√ |
|
e−r/a, a = |
|
. |
|||
|
|
|
|
mα |
|||||||
|
|
|
3 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
πa |
|
|
|
|
|
τ0 1.23 · 10−10
τ1 = |
~ |
, |
1 ≈ |
4 |
3γ = |
4 |
|ψ(0)|2(vσ3γ )v→0 |
mα6, |
|
|
|
||||||
1 |
3 |
3 |
|
|
|
α |
T = Z |
d4p |
|
|
(2π)4 Sp S(p) (p, P )S(p − P )W , |
|||
|
|
|
|
W = (−ieγν )S(p − k1)(−ieγµ)εµ(k1)εν (k2) + (k1 ↔ k2),
e+e−
iT (e+e− → γγ) = u¯(−p+)W u(p−) = v¯(p+)W u(p−).
(p, P )
G
G = G0 + G0V G0 + . . . = G0 + GV G0 = G0 + G0V G,
V
e+e−

k1
k2
τ1 = 1.4 · 10−7
→ γγ
G0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
G |
|
|
|
|
|
|
¯ |
|
|
1 |
Φ + . . . , |
|
|
||||
|
|
|
|
|
G = Φ |
P 2 − M2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Φ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Φ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P 2 = M2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Φ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Φ = ΦV G0 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¯ |
|
|
¯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Φ |
|
|
||
|
|
|
|
|
= ΦG0−1, ¯ = G0−1Φ¯. |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= G0V |
|
|
|
|||
(p, P ) = −i Z |
d4k |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
S(k) (k, P )S(k − P )V (p − k), |
|
|||||||||||
(2π)4 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V (p−k) |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P = 0 |
|
|
||
p− = (M/2, p) p− = (M/2, −p) |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
(p) = Nu(p)ψ(p)¯v(−p), |
|
||||||||||
ψ(p) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(p, P ) |
|
|
G |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(G01 − V )G = 1, |
|
|
|||||
|
G |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G |
|
|
|
|
Φ |
∂P 2 (G0−1 − V ) P 2 |
=M2 Φ¯ |
= 1, |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
∂ |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
−1 |
2 |
|
2 |
¯ |
|
|
|
|
|
G0−1 − V |
|
|
|||
(G0 |
− V )|P |
=M |
Φ = 0 |
|
|
|
¯ |
|
|||||||
¯ |
|
|
|
|
|
|
|
Pµ |
|
|
|
Φ Φ |
|||
|
|
|
|
|
∂Pµ |
¯ |P 2=M2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
= 2Pµ |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
∂G0 |
|
|
|
|
|
||
|
|
d4p |
|
∂ |
|
|
|
i |
Z |
|
βγ (p, P )¯σα(P, p − P ) |
|
Sαβ(p)Sγσ(p − P ) P 2 |
=M2 |
= 2Pµ, |
(2π)4 |
∂Pµ |
||||||
|
|
|
| |
|
|
||
p0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d3p |
N2 |
|ψ(p) 2 |
|
= |
1 |
, κ = √ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mε |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z (2π)3 |
(p2 + κ|2)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N = (p2 + κ2)/m3/2 |
ε = 2m − M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
i Z |
|
dp |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
m |
|
||
|
|
0 |
|
|
|
|
= |
|
≈ |
|
= |
|
, |
|||||||||||||||||||||
|
|
2π |
(p0 − Ep + i0)(p0 − M + Ep − i0) |
2Ep − M |
(2m + p2/m) − (2m − ε) |
p2 + κ2 |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
uu¯ = −vv¯ = 2m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
T = i |
|
|
|
d4p |
Sp |
|
u(p)¯u(p) |
|
p2 + κ2 |
u(p)ψ(p)¯v( p) |
|
v( p)¯v(−p) |
|
|
W , |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
(2π)4 |
2Ep(p0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
i0) |
|
||||||||||||||||||||
|
Z |
|
|
− |
Ep + i0) m3/2 |
|
|
|
|
− |
2Ep(p0 |
− M + Ep |
− |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
||||
Wp0
p0
p2 + κ2
T = −√1m Z |
d3p |
ψ(p) v¯(−p)W u(p) = −√im |
||||||||
(2π)3 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T (e+e− → γγ) |
|||
|
|
|
|
|p| m |
√ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|p| κ |
mε |
αm |
|||
Z |
d3p |
ψ(p)T (e+e− → γγ), |
(2π)3 |
ψ(p)
T (e+e− → γγ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ψ(0) |
||
|
|
= |
T |2 |
dτ |
|
= |
|
ψ(0) |
2 |
|
|
T (e+e− |
|
|
γγ) |
2dτ |
= |
|
4I |
|
ψ(0) |
|
2σ |
|
= 4v |
ψ(0) |
|
2σ |
|
, |
|
|
|
|
|
4m2| |
|
Z | |
→ |
|
m2 |
| |
| |
|
| |
|
|||||||||||||||||
|
2γ |
Z |
|2M |
2γ |
| |
|
|
| |
2γ |
|
|
|
|
|
2γ |
| |
|
|
2γ |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I = p(p+p−)2 − m4 |
≈ 2m|p| = m2v, |
v = |
. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
ψ(0) = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T (e+e− → γγ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ψ′(0) |
||
ψ(0)
T (e+e− → γγ)
p
T (e+e− → γγ) p2 + m2
ψ(0)
p1 p2 |
p3 p4 |
p1 + p2 = p3 + p4.
|
|
s = (p1 + p2)2, u = (p1 − p4)2, t = (p1 − p3)2, |
|
|
|
s + t + u = 4m2. |
|
|
|
|
t u |
Tif = e2 |
t |
(¯u(p3)γµu(p1))(¯u(p4)γµu(p2)) − u(¯u(p4)γµu(p1))(¯u(p3)γµu(p2)) . |
|
|
1 |
1 |
|
|
|
− |
|
|
|
(s |
|
m2)(s |
|
6m2) |
|
(s2 + u2) + 8m2(t |
|
m2) |
|
(s2 + t2) + 8m2(u |
|
m2) |
. |
|
|Tif |2 = 64π2α2 |
− 2 |
− |
+ |
− |
+ |
− |
||||||||||
|
ut |
|
2t2 |
|
2u2 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
E1 = E2 → m
|
dσ |
e−e− |
|
|
|
|
2α |
2 |
|
3 cos2 θ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
(1 + |
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
dΩ |
mv2 |
|
sin4 θ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
p2)/m = 2p/m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E1 |
= |
2 |
= p |
|
|
|
= ( |
|
1 − |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p2 |
+ m |
|
||||||||||||
v |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E |
|
|
2 v |
|
p |
|
||||
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E1 = E2 = E |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
dΩ e−e− |
|
2E |
(3 |
sin4 θ |
) |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
dσ |
|
|
|
|
|
α |
2 |
|
+ cos2 |
θ |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
p′− p′+
p1 → −p′+, p2 → p−, p3 → −p+, p4 → p−,
s → (p− − p′+)2, t → (p+ − p′+)2, u → (p− + p+)2.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
u |
I |
|
u → 4m2 |
|
|
|
|
e+e− |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2θ , |
|
||||
|
dΩ e+e− |
mv2 |
|
sin4 |
|
||||||||
|
|
dσ |
|
|
α |
|
|
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
u 4m2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
dσ |
e+e− |
|
α |
2 |
(3 + cos2 θ)2 |
|
||||||
dΩ |
8E |
|
|
|
|
sin4 |
2θ |
. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p1 |
p2 |
m |
M |
s = (p1 + P1)2 = (p2 + P2)2,
|Tif |2
dσ dΩ
t = (p1 − p2)2 = (P2 − P1)2, |
u = (p1 − P2)2 = (P1 − p2)2, |
s + t + u = 2m2 + 2M2. |
|
eµ
= 8πα 2 t2 + st + (s − m2 − M2)2 , t 2
eµ
eµ
= |
|Tif |2 |
= |
α2 |
|
t2 |
|
+ t + |
1 |
(s |
− |
m2 |
− |
M2)2 . |
|
64π2s |
t2 |
2s |
s |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
p1 = (E, Ev), |
p2 = (E, Ev′), |v| = |v′| ≈ 1, |
(vv′) = cos θ, |
||||||||
|
|
= (√ |
|
|
|
|
= (√ |
|
|
, Ev′), |
P |
1 |
E2 |
+ M2, Ev), P |
2 |
E2 |
+ M2 |
||||
|
|
|
|
− |
|
|
|
− |
||
p− p+
P1 P2
|
|
|
|
|
t = −4E2 sin2 |
θ |
1 |
|
|
− M2)2 = 4E2. |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
(s |
|||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
s |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
M |
→ ∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/M2 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s ≈ M |
2 |
O(1 2 |
) |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t /(2s) |
||||||||||||
|
dσ |
|
|
|
dσ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
θ |
|
|
|
|
|
Q2 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
Mott 1 + 2η tg2 |
|
|
, |
η = |
|
|
, |
|
Q2 ≡ −(p1 − p2)2, |
||||||||||||||
dΩ |
dΩ |
2 |
4M2 |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
dΩ |
|
|
Mott = |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2E sin22 θ ! . |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
dσ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α cos θ |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
M = ∞ η = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z = 1 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p1 = (E1, E1v1), |
p2 = (E2, E2v2), |
|
|v1| = |v2| ≈ 1, |
(v1v2) = cos θ, |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
P1 = (M, 0), P2 = (M + E1 − E2, E1v1 − E2v2), |
|||||||||||||||||||||||||
θ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P22 = M2 |
|
|
|
|
E1 E2 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
= |
|
1 |
|
+ |
|
|
2 |
sin2 |
θ |
, |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
E2 |
|
E1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
2 |
|
|
|
|
|
||||||||
s = (p1 + P1)2 ≈ M2 + 2ME1, t = (p1 − p2)2 = −2(p1p2) = −4E1E2 sin2 θ2.
dσ |
= |
dw/ t |
= |
|
|Tif |2 |
|
dτ2, |
|
j |
(2M)(2E1)v1 |
|||||||
|
|
|
|
|||||
j = v1 |
|
V |
|
|
|
|
|
|
dτ2 = |
1 d3p2 |
δ((p1 |
− p2 |
+ P1)2 − M2). |
(2π)2 2E2 |
δ
dτ2 = |
|p2|E2 |
dΩ = |
v2E22 |
dΩ. |
|
16π2ME1 |
|||
|
16π2ME1 |
|
||
v1 ≈ v2 ≈ 1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
eµ |
|
|
|
|
|
|
dΩ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E1 |
2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
64π2M2 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
dσ |
= |
|
|
|
|Tif |2 |
|
|
E2 |
. |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
dt = |
|
|
2 |
dΩ. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
π |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
dΩ |
|
= |
2E1 sin2 θ ! |
2 |
E1 |
4M2E1E2 |
|
2 + st + (s − M2)2 |
, |
||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
dσ |
|
|
α |
|
E2 |
1 |
|
|
|
|
t2 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
. . . ≈ cos2 |
θ |
|
2E2 |
|
θ |
|
θ |
1 + 2η tg2 |
θ |
. |
|
+ |
1 |
sin4 |
|
≈ cos2 |
|
|
|||
2 |
M2 |
2 |
2 |
2 |
η
dΩ |
|
dΩ Mott 1 + 2η tg2 |
2 |
E1 . |
|||
|
dσ |
|
|
dσ |
θ |
|
E2 |
|
|
|
η = 0 E2 = E1 |
|
|
|
|
eµ
|
p1 → p−, p2 → −p+, P1 → −P+, P2 → P−, |
p− P− |
p− P− |
|
s → (p− − P+)2, t → (p− + p+)2, |
|
e+e− → µ+µ− |
σ(e+e− → µ+µ−) = 2πα2 v 1 − v2 , ε2 3
|
v |
ε |
t = (p− + p+)2 = |
(E |
+ E )2 |
= ε2 |
|
− |
+ |
|
v 1 |
|
|
|
|
|
|
|
S |
εM v 1
σ(e+e− → µ+µ−) 4πα2 .
ε M 3ε2
|
|
|
|
|
1 m2A2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
µ |
|
|
|
|
|
F 2 |
|
|
|
|
|
|
µν |
|
|
1 |
2 |
1 |
2 |
2 |
|
L = − |
|
Bµν + |
|
m Bµ, Bµν = ∂µBν − ∂ν Bµ, |
|
|
4 |
2 |
|
||||
∂µBµν + m2Bν = 0
∂ν
m2∂ν Bν = 0,
m 6= 0
(( + m2)gµν − ∂µ∂ν )Gνλ(x) = −gµλδ(4)(x)
Gµν (k) = k2 − m2 gµν − |
m2 |
, |
|
1 |
|
kµkν |
|
ρµν = |
1 3 |
(k, σ) = − |
1 |
gµν − |
kµk |
. |
|
3 σ=1 eµ(k, σ)eν |
3 |
m2ν |
|||||
|
|
X |
|
|
|
|
|
