ФИАН / Nefedyev_Ktp
.pdf
w
z
ρ |
2 × 2 |
Spρ = 1.
θ
hθi = Sp(θρ).
w
ραβ = wαwβ, Spρ = wαwα = w†w = |w1|2 + |w2|2 = 1.
θ
hθi = Sp(θρ) = θαβ ρβα = wαθαβ wβ = w†θw.
P = Sp(σρ),
hSi = 12P ,
{I, σ}
2 × 2
ρ = C0I + Cσ.
σi
C0 C
ρ= 12ISpρ + 12Sp(σρ)σ,
ρ= 12(1 + P σ).
ραβ = uαu¯β, Spρ = uu¯ = 2m.
ρ = u u¯
P
a(0)µ = (0, P ),
v
a |
= |
a0(0) + vak(0) |
= |
|
|
v |
|
a(0) = |
|p| |
P |
|
= |
(pP ) |
, |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
0 |
|
|
√1 − v2 |
|
|
√1 − v2 k |
|
|
|
|
m |
k |
|
|
|
|
|
m |
|
|
||||||||||||
|
|
a(0) + va0(0) |
|
|
1 |
(0) |
|
|
|
E |
|
|
E (pP ) |
|
||||||||||||||||||
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|||||||
ak = |
√ |
|
= |
√ |
|
ak |
= |
|
m |
Pk |
= |
|
m |p| |
|
, |
|||||||||||||||||
1 − v2 |
1 − v2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a = a(0), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
a0 = |
(pP ) |
, |
|
a = P + |
|
p(pP ) |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
m |
|
|
m(m + Ep) |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
aµpµ = 0.
a2µ = −P 2.
(ˆp − m)ρ = ρ(ˆp − m) = 0.
|
|
|
|
ρ = N(ˆp + m)(1 + Aγ5aˆ)(ˆp + m), |
|
|
||||
|
aµ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
γ5 |
|
|
|
aµ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Spρ = 2m, |
|
|
|
|
|
|
|
N = 1/(4m) |
|
|
|
|
|
|
A |
||
hSi = |
Z d3xψ† |
2 |
|
Σ ψ = 4Ep uγ¯ 0Σu = |
4Ep uγ¯ |
5γu = |
4Ep Sp[(uu¯)γ5γ]. |
|||
|
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
uu¯ → ρ
1
hSi = 4Ep Sp[ργ5γ].
hSi = −12AP .
A = −1
ρ
1
ρ = 4m(ˆp + m)(1 − γ5aˆ)(ˆp + m),
(ap) = 0
1 1
ρ = 2(1 − γ5aˆ)(ˆp + m) = 2(ˆp + m)(1 − γ5aˆ).
ρc
ρcαβ = ucαu¯cβ = (Cu¯)α(Cu)β = Cασu¯σCβρuρ = CασρTσρCρβT = −(CρT C†)αβ,
ρc = −CρT C†,
CT = −C
|
|
|
|
ρc = |
1 |
|
[(ˆp − m)(1 |
− γ5aˆ)] . |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
λ uλu¯λ |
λ uλc u¯λc |
|
|
|
uλ uλc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
||
c |
|
c |
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
uu¯ → ρ |
|
u |
u¯ |
|
→ ρ |
|
|
|
|
|
|
|
P = 0 |
huu¯i hucu¯ci |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
aµ = 0 |
|
|
||||
|
|
|
1 |
|
X |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
huu¯i = |
|
|
uλu¯λ = ρ(aµ = 0) = |
|
(ˆp + m), |
|
|
||||||||
|
|
|
2 |
|
λ |
2 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
X |
|
1 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
hucu¯ci = |
|
uλc u¯λc = ρc(aµ = 0) = |
|
(ˆp − m), |
|
|
|||||||||
|
|
|
2 |
λ |
2 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
X |
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
uλc (p)¯uλc (p) = pˆ − m. |
|
|
|||||||
|
|
|
uλ(p)¯uλ(p) = pˆ + m, |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
λ |
|
|
|
|
|
|
λ |
|
|
|
|
|
|
|
|
(ˆp − m)u = u¯(ˆp − m) = (ˆp + m)uc = u¯c(ˆp + m) = 0,
p
p0 = Ep = p2 + m2
aµ = 0
pˆ m
(ˆp − m)ρ = 0, Spρ = 2m,
ρc
ρ2 = (u u¯)(u u¯) = u (¯uu) u¯ = 2m(u u¯) = 2mρ,
ρ2 = ρ
a2µ = −1
|P | = 1
ρ2 = ρ
γ0 |
= |
0 |
−1 |
, |
γi = |
−σi |
0i |
, i = 1, 2, 3. |
|
|
1 |
0 |
|
|
0 |
σ |
|
u(p) = √ |
|
|
σp |
|
! |
= √ |
|
|
|
|
|
|
p m √ |
|
|
0 , |
||
2m |
ϕ |
2m |
|
p |
|
|
2m |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
Ep+m |
|
|
| |
| |
ϕ |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
O |
|
→ |
|
ϕ |
|
|||||||
|
|
|
ϕ |
|
|
|
|
|
|
ϕ |
|
|
| | |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ψ → ψ′ = Uψ, UU† = 1.
γ
γµ → γµ′ = UγµU†.
|
|
|
|
i∂ψ′ |
= (α′p + β′m)ψ′ |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
∂t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
i |
∂ξ |
− (σp)ξ = mη |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
∂t |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
∂η |
+ (σp)η = mξ, |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
i |
∂t |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ξ |
η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
uλ(p) → u˜λ(p) = |
|
2Ep |
χλ |
|
, |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
ϕλ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u˜λ(p) = |
√2 |
(σn)ϕλ ≡ |
χ˜λ . |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
ϕλ |
|
|
|
ϕ˜λ |
|
|
|
||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
ξλ = √2(ϕ˜λ |
+ χ˜λ) = |
2(1 + (nσ))ϕλ = |
2 |
(1 + 2λ)ϕλ |
|
|
|||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
ηλ = √2(ϕ˜λ − χ˜λ) = |
2(1 − (nσ))ϕλ = |
2(1 − 2λ)ϕλ. |
|
|
|||||||||||||
|
|
U |
ξ1 = ϕ1 , η |
1 = ϕ |
− |
1 , ξ |
− |
1 = η1 = 0, |
|
|
|||||||||
|
|
2 |
2 |
|
− |
2 |
1 |
2 |
|
2 |
|
2 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
U = √2 |
|
1 |
−1 . |
|
|
|
|
||||||||
|
|
= |
0 1 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
σ |
|
= −γi, i = 1, 2, 3, |
|
|||
|
γ0′ |
1 0 = −γ5, γi′ = |
σi |
−0 i |
|
||||||||||||||
|
γ5′ α′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
γ′ |
= i(γ0)′(γ1)′(γ2)′(γ3)′ = γ0 |
= |
|
−1 0 |
|
|
, α′ = γ′ γ′ = γ5γ = |
σ 0 . |
|||||||||||
5 |
|
|
− |
|
|
0 1 |
|
|
|
|
0 |
|
|
0 −σ |
|
||||
|
|
|
|
ϕ |
|
|
|
1 |
|
|
ϕ |
χ |
≡ |
|
ξ |
|
|
||
|
|
|
ψ′ = U χ |
= √2 |
|
ϕ |
+ χ |
η . |
|
|
|||||||||
−
γ0′
m = 0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
γ5 |
ψR = |
1 |
(1 |
− γ5)ψ, ψL |
= |
1 |
(1 + γ5)ψ, ψ = ψR + ψL. |
|||||||||||
|
|
||||||||||||||||
2 |
2 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
, ψ = |
ϕ |
|
|
|
|
||||
|
|
|
γ5 = − 1 0 |
χ |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
1 |
|
ϕ + χ |
|
1 |
|
ϕ |
|
χ |
|
|
||||
|
ψR = |
|
|
ϕ + χ |
, ψL = |
|
|
χ − |
ϕ |
|
, |
||||||
|
2 |
2 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
γ′ |
= |
−1 |
0 |
|
, ψ′ = |
ξ |
|
|
|
|
||||
|
|
|
5 |
|
0 |
1 |
|
|
|
|
η |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
ξ |
, ψL′ = |
0 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
ψR′ |
= 0 |
η . |
|
|
|
|
|||||||
¯ |
|
|
¯ |
|
|
¯ |
|
¯ |
|
|
¯ |
|
|
|
¯ |
||
ψγµψ = ψRγµψR + ψLγµψL, ψψ = ψRψL + ψLψR,
|
¯ |
|
¯ |
¯ |
|
|
|
|
|
|
mDψψ = mD(ψRψL + ψLψR) |
|
|
|
|
||||||
(1) |
¯C |
¯ |
C |
(2) |
¯C |
¯ |
C |
(1) |
(2) |
χ¯RχR, |
mM |
(ψL |
ψL + ψLψL ) + mM |
(ψR |
ψR + ψRψR ) = mM |
χ¯LχL + mM |
|||||
|
|
|
χL = ψL |
+ ψC , χR = ψR + ψC , |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
L |
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
χLC = χL |
χRC = χR |
γ5
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
1 |
|
|
apλuλ(p)e−ipx + b |
uc (p)eipx |
|
||||
ψ(x) = |
|
|
|
|
|
|
|
, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
p |
pλ |
λ |
|
|||||
|
|
p,λ |
|
2Ep |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
uλ(p) = |
|
Ep |
p m (σn)ϕλ ! , u¯λuλ = 2m, u¯λγµuλ = 2pµ |
|||||||||
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E + m ϕλ |
|
|
|||||||
|
p |
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
uλc (p) = Cu¯λT (p), u¯λc uλc = −2m, u¯λc γµuλc = 2pµ. |
||||||||||||
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T µ0 |
= |
i |
ψ†(∂µψ) − (∂µψ†)ψ . |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
2 |
|
|
|||||||
•
¯
jµ = eψγµψ.
Z |
Z |
X |
|
|
|
Q = d3xj0 |
= e d3xψ†ψ = e |
(a |
apλ + bpλb |
), |
|
|
|
|
pλ |
pλ |
|
|
|
p,λ |
|
|
|
P µ = Z d3xT |
µ0 = p,λ pµ(ap |
λapλ − bpλbpλ). |
|
||
|
|
X |
|
|
|
u†λ(p)uλ′ (p) = ucλ†(p)ucλ′ (p) = 2Epδλλ′ , u†λ(p)ucλ′ (−p) = 0,
|
u†(p)uc(−p) = u¯(p)γ0uc(−p) = |
Ep u¯(p)(γp + m) uc(−p) = |
||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
= |
1 |
u¯(p) [(γp + m)uc(−p)] = |
1 |
u¯(p)[−Epγ0uc(−p)] = |
−u†(p)uc(−p). |
|||
|
|
|||||||
Ep |
Ep |
|||||||
{. . .}
{apλ {apλ {apλ
[. . .]+
a† λ } = {bpλb† λ } = δpp′ δλλ′ ,
p′ ′ p′ ′
ap′λ′ } = {a† λa† λ } = {bpλbp′λ′ } = {b† λb† λ } = 0,
p p′ ′ p p′ ′
bp′λ′ } = {a† λb† λ } = {apλb† λ } = {a† λb† λ } = 0,
p p′ ′ p′ ′ p p′ ′
2 × 2 |
|
|
|
n |
|
|
|
|
2n × 2n |
|
|
a = |
1 |
0 |
, |
a† = |
0 |
0 |
, |
|0i = |
1 |
, |1i = |
0 . |
|
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
|
|
0 |
|
1 |
a2 = (a†)2 = 0, {aa†} = 1, {aa} = {a†a†} = 0, h0|0i = h1|1i = 1, h0|1i = 0,
a|0i = a†|1i = 0, a†|0i = |1i, a|1i = |0i. N = a†a
N|0i = 0|0i, N|1i = 1|1i, [Na] = −a, [Na†] = a†.
|
Q = e p,λ |
Np(+)λ |
− e p,λ Np(−λ ) + Q0, |
P µ = p,λ |
pµ Np(+)λ |
+ Np(−λ ) + P0µ, |
||||
|
X |
X |
|
|
|
X |
|
|
|
|
N |
(±) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pλ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N(+) |
= a† |
apλ, |
N(−) |
= b† |
bpλ, |
|
|
|
|
|
pλ |
pλ |
|
pλ |
pλ |
|
|
|
|
|
|
X |
|
X |
|
|
b |
b† |
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|||
|
|
|
Q0 = e |
1, P0µ |
= pµ = 2gµ0 Ep. |
|||||
|
|
|
p,λ |
|
p,λ |
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
Q0 |
P00 |
|
|
|
{ ¯ }
ψα(x)ψβ (y)
•
•
|
|
|
jµ = |
1 |
e ψγ¯ µψ − ψ¯cγµψc . |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
2 |
|
||||||
Q = |
1 |
|
d3x(ψ†ψ − ψc†ψc) = |
e |
p,λ |
[ap† |
λapλ] − [bp† λbpλ] |
= e(N(+) − N(−)), |
|||
2e Z |
2 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
||
[a†a] = a†a − aa† = 2a†a + 1 = 2N + 1,
•
N(a†a) = a†a, N(aa†) = −a†a, N(b†b) = b†b, N(bb†) = −b†b,
Q = e Z d |
xN(ψγ0 |
ψ) = e p,λ |
(N(apλapλ) + N(bpλbpλ)) = e p,λ |
(Npλ |
− Npλ |
), |
|||||
3 |
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¯ |
X |
† |
† |
|
X |
(+) |
(−) |
|
|
|
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|
||
P |
µ = |
1 |
|
d3xN ψ†i(∂µψ) − i(∂µψ†)ψ |
= |
p,λ |
pµ Np(+)λ + Np(−λ ) . |
|
|||
2 Z |
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||||||||||
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|
X |
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: AB := N(AB).
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¯ |
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|
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|
{ψα(x)ψβ(y)} |
ψ(x) = p,λ |
1 |
|
apλuλ(p)e−ipx |
+ bp† λuλc (p)eipx , px = Epx0 − px, |
|
2Ep |
|||||
X |
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|
|
|
|
|
p |
¯ |
|
|
|
|
|
ψ |
|
|
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|
|
¯ |
¯ |
|
|
ψ(x) = a(x) + b(x), ψ(x) = a¯(x) + b(x). |
|||
|
|
|
|
¯ |
¯ |
{ψα(x)ψβ (y)} = {aα(x)¯aβ(y)} + {bα(x)bβ (y)}.
|
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¯ |
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||
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|
{ψα(x)ψβ (y)} |
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||||||||||
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|
ˆ |
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|
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|
(+) |
(x − y), |
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||||||||
|
|
{aα(x)¯aβ (y)} = −i(i∂ + m)αβ |
|
|
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|
||||||||||||||||||||||
(+)(z) = i |
|
|
1 |
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d3p |
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|
1 |
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|||||||
p 2Ep e−iEpz0+ipz |
= i Z (2π)3 2Ep e−iEpz0+ipz, |
|||||||||||||||||||||||||||
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|
X |
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pµ |
i∂/∂xµ = i∂µ |
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¯ |
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{bα(x)bβ (y)} |
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¯ |
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|
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ˆ |
|
|
|
|
|
(−) |
(x |
− y), |
|
|||||||
|
|
{bα(x)bβ (y)} = −i(i∂ + m)αβ |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
(−)(z) = −i |
p |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
= −i Z |
|
d3p |
1 |
|
+ipz, |
||||||||||||
|
|
2Ep eiEpz0−ipz |
|
(2π)3 2Ep eiEpz0 |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
X |
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|
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Ep |
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|
p → −p |
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(±)(z) |
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||
|
|
(±)(z) = (±2πi) Z |
|
|
d4p |
|
θ(±p0)δ(p2 − m2)e−ipz, |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
(2π)4 |
|
|||||||||||||||||||||||
θ(p0) |
|
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|
1 |
|
|
= 2π Z |
|
dp |
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|
|
|
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|
|
|
|
|||||||
|
|
e iEpz0 |
|
|
0 |
θ(±p0)δ(p2 − m2)e−ip0z0 , |
|
|||||||||||||||||||||
|
2Ep |
|
|
2π |
|
|||||||||||||||||||||||
p2 |
(pz) |
|
|
|
p0 |
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(±)(z) |
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|||
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¯ |
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|
ˆ |
|
|
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|
|
|
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|
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|
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|
|
||||
|
|
{ψα(x)ψβ (y)} = −i(i∂ + m)αβ Δ(x − y), |
|
|||||||||||||||||||||||||
Δ(z) = |
(+)(z) + |
|
|
(−)(z) = 2πi Z |
|
d4p |
ε(p0)δ(p2 − m2)e−ipz, |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
(2π)4 |
|||||||||||||||||||||||||
ε(p0) |
p0 |
|
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||
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|
+1, |
p0 > 0 |
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|
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|
|||||||||
|
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|
|
|
|
ε(p0) = −1, p0 < 0. |
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¯ |
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||||
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|
{ψα(x)ψβ (y)}|x0=y0 |
|
|
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|
|
|
|||||||||||
{ψα(x)ψ¯β (y)}|x0=y0 = −i iγ0 |
∂Δ(z) |
|z0=0 + (iγ + m)Δ(z)|z0=0 αβ , |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
∂z0 |
||||||||||||||||||||||||||
