最近閱讀Peskin的量子場論,p. 22,公式(2. 33),沒有寫過程,我就簡單推導了一下,但是發現多出來幾項(感謝 @盧健龍 的提醒,已經改正了各種小問題):

感謝@盧健龍提醒,改正了一些錯誤,特別是符號問題

其中場的正則坐標和正則動量是已知的:

K-G場的正則坐標和正則動量

上邊的結論,也可以用等式:

化簡推導。可以驗證跟上邊暴力硬算結果一樣。

那麼現在問題來了,後邊多出來的三項是否要通過討論給討論沒有?還是說可以嚴格證明出為0?

目前階段的理解:實際上,根據前一頁的結果,可以自信的把最後的一項常數項丟掉;關於連續兩個產生算符和連續兩個湮滅算符的問題,根據Peskin書里的描述,貌似可以理解為產生/消滅p+(-p)動量的粒子,又是基態,也消去。不過不是很確定。


題目中第一張圖有幾個小錯誤。首先,倒數第四步、倒數第三步和倒數第二步中的 [公式] 應該要改為 [公式] ,因為這裡不能直接統一將 [公式] 提出來變成 [公式] ,這會導致後面的符號錯誤;然後,在從倒數第二步到最後一步利用Dirac delta function的性質可以知道最終所有項前面的符號都應該是正的。[公式]

其中我們只需要關心第一項。第二項的忽略跟在Hamiltonian中的情況同理。至於第三項和第四項的忽略,原因很簡單,可以參考Peskin在書中所提到的:「Similarly, the state [公式] has momentum [公式] .」 可以直接從物理意義看出後兩項各自對總動量的貢獻都為零。


第三項是常數略去,第二項是因為兩個算符對易,然後因為積分的原因為0。


看到一個回答說您有幾步處理的有問題。但是下面這個答案仍然合適:

常數項的積分只是多了一個無窮大因子,可以放到真空中去;第二項可以利用對易關係消去。

實際上後面這種說法我是在一本中文書上看到的,可能是鄭大師,或者黃濤老師。印象中peskin這部分沒給出湮滅算符的具體形式,只是說明了作用在真空上給出多粒子態。


首先 [公式] , 第一個等號是把積分變數換成 [公式] ,第二個等號是因為 [公式]

然後把等號右邊移到左邊得到[公式] , 所以你式子中第二項等於0。

你式子中第三項也是類似的。


...瞎說一句, [公式] 那兩項是關於p的奇函數所以積分之後為0沒了?既然倆算符對易的話,乘積類似偶函數,乘上p是奇函數...


正如 @paid Pay 所說,Dirac delta function那一項之所以忽略是因為是p的奇函數,而非 @盧健龍 答中所說的和H中扔掉真空能同理。其餘兩項也是因為是p的奇函數所以為0。題主可參考Srednicki自己出的標準題解。請注意,其文中所用度規、測度和產生湮滅算符的normalization和Peskin略有區別。


感謝這幾天走過路過的網友們幫忙。

今晚由諮詢了一位大師好友,實錘了最後的計算過程:

[公式]

所以

[公式]

這樣一來,中間兩項為0。

最後,再安利一下段一士。這本書里就三部分:經典場論、場量子化、場的相互作用,

雖然篇幅短,但是總結了許多有用的公式,物理寫的也很清晰。


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