正反物質湮滅遵守什麼守恆定律?有沒有相關公式或者理論?微觀上的湮滅具體表現為怎樣的過程?

時間 2021-06-01 02:27:23

1樓:Trivial

圖中M表示散射振幅,因為粒子物理實驗能測量的都是可觀測量,比如微分散射截面什麼的,而恰好可以和這個散射截面成正比,所以計算散射振幅可以說是微擾場論的核心。圖中線上的箭頭表示的是電荷而不是運動方向,電子是運動方向和電荷的箭頭方向一致的,正電子是運動方向和電荷的箭頭相反的。這個圖可以這麼理解帶有, 動量的電子和正電子相向運動,湮滅成為光子,光子傳了一段又分成了帶有動量的電子和正電子或者別的正反粒子,比如子。

這個過程嚴格的滿足能量守恆和動量守恆,表現在使用費曼規則的時候在頂點處出現的. 雖然相對比較簡單,當時這麼乙個小小的圖裡面要想計算也需要學不少的物理,至少要懂wick定理,旋量場如何量子化,懂光子的費曼傳播子怎麼寫,熟悉各種平面波解之間的內積等等。單純的背費曼規則沒什麼太大的用。

一圈圖更加複雜一些

通常這個過程又叫做真空極化,光子在傳播的過程中會變成正反粒子,正反粒子再湮滅回光子(貌似這個科普教材中涉及很多)。對於內圈進行積分的時候會出現無窮大。所以這個過程和電子的反常磁矩一樣也是說明重整化的乙個很好的粒子。

在早期這種無處不在的無窮大困惑了物理學家很久,後來費曼,施溫格,朝永振一郎等發展了重整化的方法,解決了這個問題。只說結果,真空極化的貢獻是對於原本的庫倫勢提供了乙個對數的修正,看待這個問題的時候要認為庫倫定律的耦合常數e不是不變的,隨著能標尺度的不同,電荷e的值也會發生變化,我們用的是在某乙個特定的能標下的有效電荷,脫離能量尺度談耦合常數是沒有什麼意義的,或者說沒有重整化之前的理論也沒有什麼預言的能力。

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