量子电动力学的相互作用

发布网友发布时间：2022-05-23 21:07

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根据量子场论的观点，粒子间的相互作用都是通过场与场的相互作用实现的。相互作用场的哈密顿量可以分为两部分
H=H0+HI,
H0是自由电磁场与自由电子场的哈密顿量之和。它的本征态就是具有一定光子数与一定电子及正电子数的状态。HI代表电磁场与电子场的相互作用，它与（1）成正比。此处γμ是狄喇克矩阵；ψ和徰是电子场及其狄喇克伴随场算符，它们分别代表电子湮没（或正电子产生）和电子产生（或正电子湮没）；Aμ是电磁势算符，代表光子的发射或吸收。自由场的量子场论（由H0所代表）是可以精确解的。但相互作用场的量子场论（由H=H0+HI代表）难于求到精确解。只是由于精细结构常（2）是个小量，可以把HI当作微扰处理。它的作用是在H0的本征态之间产生跃迁。跃迁可以不涉及粒子数的变化而只是改变粒子的运动状态（例如康普顿散射），也可以包括光子、电子和正电子数目的变化。相互作用HI作用在H0的某一个本征态上可以发生以下的跃迁过程（图1）：