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Causalidad y teoría cuántica de campos

Tengo un problema con la prueba de la causalidad en Peskin & Schroeder, Una Introducción a la QFT, página 28. Para evitar confusiones, yo uso tres vectores de la notación, la reescritura de la Eq. (2.53) por $y=0$ como sigue:

$[\phi(x,t),\phi(0,0)]=\int \frac{d^3p}{(2\pi)^3}\frac{1}{2\sqrt{p^2+m^2}}\left(e^{-i\mathrm{p}.\mathrm{x}-it\sqrt{p^2+m^2}}-e^{i\mathrm{p}.\mathrm{x}+it\sqrt{p^2+m^2}}\right)$

El libro acerca de cómo el integrando de ser invariante de Lorentz hace que esta integral cero para la x fuera del cono de luz. Pero yo (no el ser de la relatividad especial de expertos) quieren ver más rigurosamente:

después de cambiar las variables de $p\to-p$ en el primer término, la ecuación se simplifica a:

$[\phi(x,t),\phi(0,0)]=\int \frac{d^3p}{(2\pi)^3}\frac{-2i}{2\sqrt{p^2+m^2}}e^{i\mathrm{p}.\mathrm{x}}\sin\left(t\sqrt{p^2+m^2}\right)$

usando coordenadas esféricas:

$[\phi(x,t),\phi(0,0)]=\int \frac{dpd\phi d\theta p^2\sin\theta}{(2\pi)^3}\frac{-i}{\sqrt{p^2+m^2}}e^{ipx\cos\theta}\sin\left(t\sqrt{p^2+m^2}\right)\\ [\phi(x,t),\phi(0,0)]=\int_0^{\infty}\frac{dpp}{(2\pi)^2}\frac{-2i}{x\sqrt{p^2+m^2}}\sin (px)\sin\left(t\sqrt{p^2+m^2}\right)$

de nuevo después de otro cambio de variables $u=\sqrt{p^2+m^2}$,

$[\phi(x,t),\phi(0,0)]=\frac{-2i}{x}\int_m^{\infty}\frac{du}{(2\pi)^2}\sin (x\sqrt{u^2-m^2})\sin\left(tu\right)$

No puedo ver cómo esta integral debe ser cero para $x>t$ !!! Puede alguien por favor explicar esto a mí?

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seb Puntos 157

Voy a la dirección de su punto acerca de por qué la integral es invariante Lorentz, como de los comentarios a cduston la respuesta, creo que este es su punto de fricción:

Usted puede ver la relación entre un manifiestamente invariante de Lorentz forma como este $$\int d^4p \frac{e^{-ipx}}{(p^2-m^2)} \ \ \ (1) $$ and the not-so-obviously Lorentz invariant form $$ \int d^3p \frac{1}{E_{{\bf{p}}}}{e^{-ipx}} \ \ \ (2)$$ by using the identity $$\frac{1}{(p^2-m^2)}= \frac{1}{2E_{{\bf{p}}}}\{\frac{1}{(E_{{\bf{p}}}+p_0)}-\frac{1}{(E_{{\bf{p}}}-p_0)}\} $$ Here $E_{{\bf{p}}} = \sqrt{{\bf{p}}^2+m^2}$ is the on-shell time component of the momentum four vector, and $p_0$ es el "genérico" componente de tiempo - no necesariamente en la cáscara.

Si usted sustituir en (1) y hacerlo de la $p_0$ integral utilizando el contorno, usted va a obtener (2).

Lo que en realidad está sucediendo es explicado en la discusión a cerca de la ecuación (2.40), que está haciendo un 4 impulso integral, pero sólo restringe la masa shell mediante una función delta. La restricción a una masa de shell es un invariante de Lorentz de la operación, por lo que se mantiene la invariancia de Lorentz todo (aunque con los tres impulso integral que no se parece a ella!).

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ChemStudent Puntos 36

En el texto dice que los dos términos desaparecen bajo $(x-y)\rightarrow -(x-y)$. En otras palabras, es una transformación de Lorentz que se $(x-y)\rightarrow -(x-y)$ en el segundo término cuando la separación es spacelike ($(x-y)^2<0$ con el signo equivocado...). Y el conmutador se desvanece.

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