三代轻子对高能碰撞生成双光子的角分布函数中的链图特性

论文摘要

在对光子现象的理论研究中,基于光子与各种轻子间的电磁相互作用以及轻子间的弱相互作用等自然现象,目前已建立起各种各样的唯象模型给予较好的理论描述—而在这些唯象模型理论中,所建立的电弱统一标准模型已取得了巨大的成功[1]。为此,本文采用在这一非常成功的唯象模型理论中所包含的QED轻子扩充模型理论,对正、反三代轻子对湮灭生成双光子反应的这一重要物理现象作研究。我们将考虑湮灭过程中出现的内部电磁相互作用的复杂过程,也就是考虑传递这种电磁相互作用的费米子传播子可以包含有树图,还可以包含有一圈,两圈,…,以致无穷圈的复杂圈链图情形,并对湮灭现象作有关的理论分析及对反应微分截面即“角分布函数”作精确的计算研究,然而在具体计算反应微分截面时,将涉及到链图传播子的辐射修正问题,须考虑无穷阶“圈图”重整化计算。由于微扰理论方法采用逐阶微扰进行,通常计算低阶(树图)比较容易,但计算结果在精确意义上不够理想,为此,需要高阶(圈图)重整化计算,但由此又会带来计算处理上的复杂与困难—因为需要从圈图发散量中分离掉非物理发散部分而保留有物理贡献的重整化有限量部分。在本文中,我们利用以上方法严格计算出正、反三代轻子对在重整化无穷高阶链图传播下生成双光子的反应微分截面,获得了精确理论结果。进而将该结果与树图传播下正、反三代轻子对生成双光子的微分截面作了对比分析,获得有关辐射修正的重要信息。此研究结果对于电磁相互作用下的双光子生成反应问题,以及多光子生成问题的深入研究与探索,都将提供有关理论分析与计算研究方面某些值得借鉴的学术参考价值。需要注意的是,本文只在三代正反轻子重整化链图传播子下对三代正反轻子高能碰撞生成双光子的反应微分截面的修正效应作了比较全面的研究与讨论,并未研究在耦合顶点处的辐射修正效应的精确计算,这将会是一项既复杂又很有意义的研究工作。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 引言
• 1.1 背景简介
• 1.1.1 高能物理
• 1.1.2 量子场论
• 1.1.3 量子场论中的发散困难和重整化理论
• 1.2 论文内容简介
• 1.2.1 本文中的费曼规则
• 1.2.2 本文中采用的符号和记号
• 1.2.3 本文研究的主要内容
• 2 三代轻子对生成双光子反应的树图微分截面
• 2.1 双光子生成反应的树图传播子和费曼图
• 2.2 双光子生成反应在树图传播下散射微分截面的严格解析计算
• 2.2.1 树图传播下的散射跃迁矩阵元
• 2.2.2 在质心系中一般反应截面公式推导
• 2.2.3 双光子生成反应在树图传播下的散射微分截面计算
• 3 三代轻子对生成双光子反应的链图微分截面
• 3.1 双光子生成反应的链圈图传播子的计算讨论和费曼图
• 3.2 双光子生成反应在链图传播下散射微分截面的严格解析计算
• 4 三代轻子对生成双光子反应的圈图微分截面
• 4.1 双光子生成反应的圈图传播子的计算讨论和费曼图
• 4.2 双光子生成反应在链图传播下的散射微分截面的严格解析计算
• 5 三代轻子对湮灭生成双光子反应中角分布函数的链图特性
• 5.1 树图和链图微分截面的数值比较分析
• 5.2 辐射修正的数值计算与分析
• 5.3 小结
• 6 总结和展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 作者在攻读硕士学位期间发表论文的目录