关于质子散射中单圈重整化顶角的解析计算新方法与计算结果

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自上个世纪三十年代在量子力学和狭义相对论基础上建立量子场理论以来,量子场论便一直是描述微观高能粒子相互作用的有效计算理论。采用量子场论作理论计算时,最有效计算方法仍然是十分成熟而完整的微扰理论逐阶计算。但在微扰逐阶计算中,高阶(圈图)计算将出现发散困难,对此需要采用重整化方案分离掉非物理发散量而保留物理有限量。这样一来,致使高阶圈图计算变得十分复杂与困难,以至于通常只能采用近似计算与处理以获得重整化有限量。由于重整化有限量的贡献(辐射修正)一般非常小,但对物理问题深入研究却十分重要,因此,在许多重要物理问题和物理过程的深入研究中,尤其需要考虑并寻求至少单圈图重整化有限量的辐射修正贡献。本文采用质子P—反质子P与中性介子π0强作用的Lorentz不变耦合模型,重点研究了模型中“质子-π0介子”三线强耦合时单圈重整化顶角函数ΛC ( p ,q)的解析计算方法。在处理的过程中,本文首先从“单圈图”对“树图”的顶角修正因子出发,采用“动量正规化”方案,并利用矩阵函数展开法分离掉非物理发散量从而得到物理有限量的解析计算式ΛC ( p ,q)。进而利用“Feynman三参数积分公式”、“Wick转动”以及“大动量积分极限法”,通过合并与化简处理将ΛC ( p ,q)表示成“初等代数函数”与“超越代数函数”两部分。鉴于ΛC ( p ,q)包括不可严格解析计算的“超越代数函数”(函数级数),在对计算式中出现的极点漂移小量进行合理的处理之后,本文通过引入“收敛因子”方法寻求出了收敛性很好的这种“超越代数函数”;然后再引入“平均等效”近似计算法建立起一套完整的有效解析计算ΛC ( p ,q)的新方法;最后在所建立的新方法的基础上对ΛC ( p ,q)中的“初等代数函数”和“超越代数函数”分别作了具体理论计算,获得了ΛC ( p ,q)的最终解析计算结果,并对强耦合顶角的辐射修正进行了探讨。这一计算研究结果,对于在Lorentz不变耦合模型中研究粒子反应的高阶效应理论计算问题以及对重整化有效解析计算方法的探讨,都将提供值得借鉴与参考之处。
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