Mômen từ dị thường của electron và phương pháp điều chỉnh thứ nguyên trong điện động lực học lượng

Mômen từ dị thường của electron và phương

pháp điều chỉnh thứ nguyên trong điện động lực

học lượng tử

Phạm Thị Thuận

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 10

Người hướng dẫn: GS. TSKH. Nguyễn Xuân Hãn

Năm bảo vệ: 2012

Abstract: Phương trình Pauli và mômen từ của electron. Các giản đồ Feynman cho đóng

góp vào moment từ dị thường của electron. Moment từ dị thường của electron trong gần

đúng một vòng. Việc tính moment từ dị thường của electron là bài toán phức tạp, trong

Luận văn này bước đầu ta đã thực hiện một loạt những động tác để đơn giản bài toán

bằng việc bỏ qua phân kỳ hồng ngoại liên quan đến khối lượng photon, bỏ qua việc tái

chuẩn hóa khối lượng và điện tích của electron, và hàm sóng của electron và trường điện

từ ngoài liên quan tới các đường ngoài trong gian đồ Feynman, và tính toán tới phần đóng

góp chủ yếu nhất liên quan đến giản đồ đỉnh Feynman cho moment từ dị thương của

electron.

Keywords: Vật lý toán; Động lực học; Lượng tử; Momen từ

Content

MỞ ĐẦU

Lý thuyết lượng tử về tương tác điện từ của các hạt tích điện hay còn gọi là điện động

lực học lượng tử QED, đã được xây dựng khá hoàn chỉnh. Sự phát triển của QED liên quan

đến những đóng góp của Tomonaga, J. Schwinger, R. Feynman. Dựa vào lý thuyết nhiễu

loạn hiệp 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 lẫn định lượng.

Phương trình Dirac cho electron ở trường điện từ ngoài, tương tác của electron với

trường điện từ, sẽ chứa thêm số hạng tương tác từ tính mới. Cường độ của tương tác này

được mô tả bằng mômen từ electron



, và nó bằng

0 0

0

0 0 2 2 | 1

e e

m c m c

    

 





(

m0

và

0

e

là khối lượng “trần” và điện tích “trần” của electron,

0

- gọi là magneton Bohr). Các hiệu

ứng phân cực của chân không– khi tính các bổ chính bậc cao theo lý thuyết nhiễu loạn hiệp

biến cho mômen từ electron, sau khi tái chuẩn hóa khối lượng electron

m m 0  R 

và điện

tích electron

e e 0  R 

sẽ dẫn đến sự đóng góp bổ sung, mà nó được gọi là mômen từ dị

thường. Lưu ý, chỉ số R – ký hiệu giá trị được lấy từ thực nghiệm.

Tuy nhiên, thực nghiệm đo được mômen từ của electron bằng

0   1,003875

, giá trị

này được gọi là mômen từ dị thường của electron. J. Schwinger thu được kết quả phù hợp với

thực nghiệm ( bổ chính cho mômen từ của electron khi tính các giản đồ bậc cao cho QED, sai

số tính toán với thực nghiệm vào khoảng

10 10 % 

). Biểu thức giải tích của mômen từ dị

thường electron về mặt lý thuyết đã thu được

2 3

0 2 3 1 0,32748 1,184175

2

ly thuyet

  

 

  

 

        

(0.1)

  0

1,001159652236 28 .

  0

1,00115965241 20 .   R

 (0.2)

Ở đây về cơ bản các giá trị mômen 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 mômen từ dị

thường của electron trong QED. Việc loại bỏ phân kỳ trong quá trình tính toán giản đồ

Feynman, ta sử dụng phương pháp điều chỉnh thứ nguyên

Nội dung Luận văn Thạc sỹ khoa học bao gồm phần mở đầu, ba chương, kết luận, tài

liệu tham khảo và một số phụ lục.

Trong Bản luận văn này chúng tôi sẽ sử dụng hệ đơn vị nguyên tử

  c 1

và metric

Feynman. Các véctơ phản biến là tọa độ :

   

0 1 2 3 x x t x x x y x z t x , , , ,



     

