Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ФИАН / Nefedyev_Ktp

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
14.12.2025
Размер:
2.06 Mб
Скачать

A = 0, A0 = A0(r), U = eA0 = U(r).

 

i

∂ψ

 

= (αp + βm + U)ψ.

 

 

∂t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ψ = e−iEt

χ ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕ

 

 

 

 

(E + m − U)χ = (σp)ϕ.

 

 

 

(E

− m − U)ϕ = (σp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

0

 

1 σ

0

 

j 0

 

0 l

0

21 σ

0 j

J = L + S =

 

 

 

 

+

2

 

=

 

,

 

 

 

 

 

 

 

j2ϕjm = j(j + 1)ϕjm, j3ϕjm = mϕjm

 

j2χjm = j(j + 1)χjm, j3χjm = mχjm.

 

Ωjlm

 

 

 

 

 

 

 

Ylm

 

ξµ

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

X X

jm

 

 

 

 

Ωjlm(n) =

µ=

 

 

C21 µlmYlm(nµ

 

 

 

 

 

±

21 m=−l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l = l± 1

Ωjlm

(

ϕjm

χjm

j2 j3 l2 s2

l−l+2

(n) = (−1) 2 (σnjlm(n).

(r) = fjl(r)Ωjlm(n)

l−l+1

(r) = (−1) 2 gjl(r)Ωjlm(n),

l(l) = j ±

1

, l = l± 1.

2

ψjm

l2

 

 

(E

 

 

 

m

 

 

U)f = g+

 

κ − 1

g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

κ

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

(E + m

 

 

 

 

 

+

 

 

 

+ 1

f,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U)g = f

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(σp)(σr) = −i 3 + r ∂r + (σl)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σr

 

 

σp

 

 

 

 

i

r

 

 

 

 

σl

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

)(

 

 

 

 

 

) =

∂r

(

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

κ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(σl) = j(j + 1) − l(l + 1) −

 

3

 

≡ −κ − 1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

1

 

= (

 

 

l

 

 

 

1, j = l + 21

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

κ = −j(j + 1) + l(l + 1) −

 

 

 

− − l, j = l − 21

 

= j +

 

, l = j ±

 

.

4

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F (r) = rf(r) G(r) = rg(r)

 

 

 

 

F

 

+

 

κ

 

F

(E + m

U)G = 0

 

 

 

 

 

 

 

κ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

 

 

 

 

 

 

G + (E

m

U)F = 0.

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U(r)

 

 

 

 

U(r) = −

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En = m + εn, εn = −

m(Zα)2

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

2n2

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

εn m

 

 

(Zα) 1

 

 

 

 

 

 

 

m + E ≡ A m − E ≡ B

 

=

 

≡ D

Dr ≡ ρ

 

 

 

AB

m2 − E2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|E| < m

D

 

 

 

D +

 

 

 

G = 0

 

 

 

 

 

+

ρ F −

 

ρ

 

 

 

 

 

 

 

dF

κ

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

dG

 

κ

 

 

 

B

F

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0

 

 

 

 

 

 

ρ

D

 

ρ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

F = e−ρ

aν ργ+ν

 

ρ

 

 

γ+ν

 

 

 

bν ρ ,

G = e

 

 

 

 

ν=0

X

ν=0

 

− aν +

 

A

 

ρν + ((γ + ν + κ)aν − Zαbν ν−1

 

ν=0

 

D bν

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

ν

 

κ

ν 1

 

 

 

bν +

 

 

aν

ρ + ((γ + ν

 

)bν + Zαaν

 

 

ν=0

D

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

κ → −κ, aν ↔ bν , A ↔ B, Z → −Z.

 

 

 

 

 

 

 

 

ν = 0

 

 

 

 

((γ +

κ)a0 − Zαb0)

1

 

 

 

A

+ (γ + ν + κ)aν − Zαbν

ρ

+ ν=1

−aν−1 D bν−1

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

B

 

 

 

 

 

κ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

κ

 

((γ −

)b0

+ Zαa0)ρ

+ ν=1

−bν−1 D aν−1 + (γ + ν −

)bν + Zαaν

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ρ

 

 

ρ−1

((γ + κ)a0 − Zαb0 = 0 (γ − κ)b0 + Zαa0 = 0.

γ > 0

 

 

 

 

 

 

 

 

γ = p

κ2 − (Zα)2

.

 

−aν−1

A

 

+ (γ + ν + κ)aν − Zαbν = 0

 

 

bν−1

D

 

 

bν

 

 

B

 

 

 

 

κ

 

 

 

1

 

 

 

 

aν

1

+ (γ + ν

 

)bν + Zαaν = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

aν−1

=0

=0,

ν → ν − 1

ρν−1 = 0

ρν−1 = 0.

bν−1

 

Zα − D (γ + ν + κ)

 

 

aν bν

aν

= bν

D Zα − γ − ν + κ .

 

 

B

 

 

B

aν bν

 

nr + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nr

 

 

anr +1 = bnr +1 = 0.

 

 

 

 

ν = nr + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

anr =

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bnr .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ν = nr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A − B

Zα = 2(γ + nr)

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Enrj = m 1 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

−1/2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nr

+ κ2

 

 

 

(Zα)2

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zα 1

 

 

Enrj = m

 

m(Zα)2

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

2(nr + |κ|)2

 

 

 

 

 

 

n = nr + |κ| = nr + j + 21

 

 

 

 

 

a0 = −

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a0 b0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a0 =

 

 

 

 

 

 

 

 

b0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

κ2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

κ

 

 

 

 

 

a0

pb0

− (Zα)

 

 

+

 

 

 

 

 

 

κ < 0

nr = 0

κ > 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nr = 0, 1, 2, 3, . . . ,

 

 

 

 

 

κ < 0

 

 

 

 

nr = 1, 2, 3, . . . ,

 

 

 

 

 

κ > 0,

 

 

 

Zα 1

 

 

|κ| = j + 21

 

 

 

 

 

 

nr 6= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

nr + pκ2 − (Zα)2 ≈ nr + |κ| = nr + j +

≡ n,

 

 

 

2

 

nr j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nr = 0

 

 

l = 0

j = l + 1 =

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

E0 = m 1 − (Zα)2.

nr = 0

l = j 12

κ = −1

(Zα) 6 1

Z . 137

r0

 

 

 

E0

Z

 

 

E0 = 0

 

E0 = −m

 

Zc(r0)

 

Z − 2

Z

 

 

 

C

 

 

 

 

CC = CC= 1, ψc = Cψ¯T

 

ψαc = Cαβψ¯β !

,

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

β

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

C

C = γ0γ2.

 

 

 

 

 

 

CC= 1, C= C, CγµT C= −γµ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

µ = 0 µ = 2 µ = 1, 2

ψc = −γ2ψ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

Cψ(t, x) = −γ2ψ (t, x).

 

 

 

 

T

 

 

¯T

(x) = 0,

 

 

(−i∂µ − eAµµ

− m ψ

 

 

C

 

 

 

 

1 = CC

γµT ψ¯T

T †

 

¯T

)

 

¯T

) = 0.

 

 

(−i∂µ − eAµ)(Cγµ C

)(Cψ

− m(Cψ

 

 

C

((i∂µ + eAµµ − m)ψc(x) = 0,

ψ

((i∂µ − eAµµ − m)ψ(x) = 0,

− γ2ψ = ψ

ϕ = −σ2χ

χ = σ2ϕ ,

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1 σ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

S = 2Σ,

Σ =

0 σ

= −αγ5.

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

σ

0

 

 

 

 

 

 

S2 =

2Σ

2

40γiγ5)(γ0γiγ5) = 4γ2

=

4,

=

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

3

 

S2 = S(S + 1) = 12 1 + 12 = 34

Σ

[H Σ] = 2((γp)γ + p5,

p = 0

p 6= 0

p = 0

[H Σ2] = Σ[ΣH ] + [ΣH ]Σ = 0

Σ2 = (2S)2 = 3

n = p/|p|

(γn)2 = −1

 

±21

1

2(σnλ = λϕλ.

n

 

 

 

n = (sin θ cos φ, sin θ sin φ, cos θ),

 

 

 

 

1

() =

1

cos θ

 

1

sin θe−iφ

 

 

 

 

2

21 sin θe

 

21 cos θ ,

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

λ = ±21

 

 

 

 

 

 

 

!

2

 

 

eiφ/2 sin 2θ

!

 

2

 

eiφ/2 cos

2θ

 

ϕ1

=

 

e−iφ/2 cos θ

 

, ϕ

 

 

=

e−iφ/2 sin

θ

,

 

2

 

 

1

 

2

ϕλϕλ= δλλ.

2ϕλ = (σn−λ = −2λϕ−λ.

 

 

 

u(p)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E = ±Ep.

 

 

 

 

 

E =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+Ep

m + E = m + Ep > 0

 

 

 

m + E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

χ

 

 

 

 

uλ(p) =

N

(σp)λ

!

=

N

 

 

 

 

 

 

,

n =

 

.

 

 

 

Ep

m

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

E +m ϕλ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(σnλ

 

p

 

 

 

 

 

ϕ

 

 

 

 

 

 

 

ϕλ

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

qEp+m

 

 

| |

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

1 = ZV d3x

 

j0

(x) = ZV d3xψγ¯ 0ψ =

 

 

 

 

 

ZV d3x uλuλ =

 

uλuλ,

e

2EpV

2Ep

 

 

 

 

uλuλ = 2Ep,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N = p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ep + m

 

 

 

 

 

 

uλ(p) =

 

Ep

p m (σnλ ! .

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E + m ϕλ

 

 

p = 0

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕ

 

 

 

 

 

uλ(p = 0) = 2m

 

 

 

 

 

 

 

0λ ,

 

 

ψ(x) =

 

2EpV e−iEpx0+ipx

 

Ep

 

m (σnλ ! .

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

(+)

1

 

 

 

Ep + m ϕλ

 

p

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ(p)uλ(p) = 2m,

Ep = E = p0

uλuλ = u¯λγ0uλ

λγµuλ = 2pµ.

ucλ(p)

 

 

p

 

 

 

 

uλc (p) = −γ2uλ(p) =

−i Ep

m ϕ−λ

 

 

 

 

 

p

 

 

 

λ

 

i

Ep + m(σn) ϕ

!

.

E = −Ep < 0

m−E = m+Ep > 0

ϕ

 

 

χ

vλ(p) =

Ep + m χλ

! ,

p

Ep − m (σnλ

p

V

λ(p)vλ(p) = −2m.

ϕλ ≡ −i(σnλ = −2iλχλ

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

vλ(p) =

−i Ep − m ϕλ

 

p

 

 

i

 

Ep + m (σnλ

 

 

Ep > 0

E > 0

!

.

Ep < 0

Ep

p

Ep − m

[m, ∞)

Ep = p

 

Ep −m

Ep

 

 

 

 

p2 + m2

> m

Ep − m → e(Ep + m) = p

 

 

→ ip

 

 

Ep − m

Ep + m.

 

p

 

 

 

(−∞, −m]

Ep → −Ep

Ep + m

 

Ep + m → e−iπ(Ep − m) = pEp + m → −ipEp − m.

Ep → −Ep

!

p

−i Ep − m ϕ−λ v−λ(−p) = p

−i Ep + m(σn) ϕ−λ

 

 

 

 

v−λ(−p) = uλc (p).

 

 

 

 

X

 

1

 

auλ(p)e−ipx + b

uc

(p)eipx

 

ψ(x) =

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

λ

 

 

p,λ 2Ep

p −λ

(ˆp − m)u(p) = 0, (ˆp + m)uc(p) = 0.

uc(p) = v(−p) = u|E=−Ep (−p)

u¯(ˆp − m) = 0 = (ˆpT − m)¯uT = 0 = C(ˆpT − m)CCu¯T = 0 = (−pˆ − m)uc = 0.

u−p

u(−p)

p

p p

puˆ (p) = mu(p)

u¯(p)ˆp= mu¯(p)

γµu(p) =

1

(pµ + σµν pν )u(p), u¯(pµ =

1

u¯(p)(pµ− σµν pν),

 

 

m

m

γ

 

 

 

 

u¯(p)

u(p)

 

 

 

 

 

u¯(pµu(p) =

1

u¯(p) (Pµ − σµν qν ) u(p), P = p + p, q = p− p.

 

2m

p= p

1

2