Moment từ dị thường của electron và phương pháp điều chỉnh thứ nguyên trong lý thuyết trường lượng tử

Đề tài nghiên cứu phương trình Pauli, Dirac cho electron ở trường ngoài trong giới hạn phi tương đối tính. Các bổ chính tương đối tính cho phương trình Pauli. Các giản đồ Feynman cho đóng góp vào moment từ dị thường, hệ số dạng điện từ. Bổ chính cho mômen dị thường trong gần đúng một vòng, moment từ dị thường cùng với các bổ chính lượng tử.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Moment từ dị thường của electron và phương pháp điều chỉnh thứ nguyên trong lý thuyết trường lượng tử Moment từ dị thường của electron và phương pháp điều chỉnh thứ nguyên trong lý thuyết trường lượng tử Nguyễn Thị Huệ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn ThS Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và vật lý toán Mã số 60 44 01 Người hướng dẫn: GS.TSKH Nguyễn Xuân Hãn Năm bảo vệ: 2014 Abstract. Nghiên cứu phương trình Pauli, Dirac cho electron ở trường ngoài trong giới hạn phi tương đối tính. Các bổ chính tương đối tính cho phương trình Pauli. Các giản đồ Feynman cho đóng góp vào moment từ dị thường, hệ số dạng điện từ. Bổ chính cho mômen dị thường trong gần đúng một vòng, moment từ dị thường cùng với các bổ chính lượng tử. Keywords. Vật lý toán; Lý thuyết trường; Mô men dị thường; Trường lượng tử.Content MỞ ĐẦU Lý thuyết lượng tử về tương tác điện từ của các hạt tích điện hay còn gọi là điện độnglực học lượng tử QED, đã được xây dựng khá hoàn chỉnh. Sự phát triển của QED liên quanđến những đóng góp của Tomonaga, J. Schwinger, R. Feynman. Dựa vào lý thuyết nhiễu loạnhiệp biến do tác giả đã nêu cùng với việc tái chuẩn hóa khối lượng và điện tích của electron,QED đã lý giải thích thành công các quá trình vật lý qua tương tác điện từ, cả định tính lẫnđịnh lượng. Ví dụ như sự dịch chuyển Lamb của các mức năng lượng trong nguyên tử Hydrohoặc moment từ dị thường của electron, kết quả tính toán lý thuyết và số liệu thực nghiệmtrùng nhau với độ chính xác cao./1, 4, 6-13, 15,17/ Phương trình Dirac cho electron ở trường điện từ ngoài, tương tác của electron vớitrường điện từ, sẽ chứa thêm số hạng tương tác từ tính mới. Cường độ của tương tác này được e0 emô tả bằng moment từ electron  , và nó bằng    0  0 ( m0 và e0 là 2m0c |   c  1 2m0khối lượng “trần” và điện tích “trần” của electron, 0 - gọi là magneton Bohr). Các hiệu ứngtương tác của chân không vật lý với electron – khi tính các bổ chính bậc cao theo lý thuyếtnhiễu loạn hiệp biến cho moment từ electron, sau khi tái chuẩn hóa khối lượngelectron  m0  mR  và điện tích electron  e0  eR  sẽ dẫn đến sự đóng góp bổ xung, mà nóđược gọi là moment từ dị thường. Lưu ý, chỉ số R – ký hiệu giá trị được lấy từ thực nghiệm. Tuy nhiên, thực nghiệm đo được moment từ của electron bằng  1,003875 0 , giá trị này được gọi là moment từ dị thường của electron. J.Schwinger /13/là người đầu tiên tính bổ chính cho moment từ dị thường củaelectron vào năm 1948 và ông thu được kết quả phù hợp với thực nghiệm ( bổchính cho moment từ của electron khi tính các giản đồ bậc cao cho QED, saisố tính toán với thực nghiệm vào khoảng 1010 % ). Biểu thức giải tích của moment từ dịthường electron về mặt lý thuyết đã thu được :   2 3  ly thuyet  0 1   0,32748 2  1,184175 3  (0.1)  2     1,001159652236  28 .0 R  1,00115965241 20 .0 (0.2) Ở đây về cơ bản các giá trị moment được tính bằng lý thuyết theo thuyết nhiễu loạn(0.1) và giá trị được lấy từ số liệu thực nghiệm (0.2) có sự trùng khớp với nhau. Mục đích bản luận văn Thạc sĩ khoa học này là tính bổ chính một vòng cho moment từdị thường của electron trong QED. Việc loại bỏ phân kỳ trong quá trình tính toán giản đồFeynman, ta sử dụng phương pháp điều chỉnh Pauli -Villars. Nội dung Luận văn Thạc sỹ khoa học bao gồm phần mở đầu, ba chương, kết luận, mộtsố phụ lục và tài liệu tham khảo. Chương 1. Phương trình Pauli và moment từ của electron. Phương trình Pauli vàmoment từ dị thường có thể thu nhận bằng hai cách: Trong mục 1.1 xuất phát từ phương trìnhSchrodinger bằng tư duy hiện tượng luận ta thu được phương trình Pauli với số hạng tươngtác của moment từ electron với trường ngoài /1/. Mục 1.2 dành cho việc nhận phương trìnhPauli bằng việc lấy gần đúng phi tương đối tính phương trình Dirac ở trường điện từ ngoàitrong gần đúng v  c  , v – là vận tốc của hạt, còn c là vận tốc ánh sáng. Các bổ chính tươngđối tính tiếp theo cho phương trình Pauli ở gần đúng bậc cao hơn  v  thu được bằng việc sử cdụng phép biến đổi Fouldy - Wouthuyen ở mục 1.3. Chương 2. Các giản đồ Feynman cho đóng góp vào moment từ dị thường củaelectron. Xuất phát từ Lagrangce tư ...