Física Teórica Vol.4: Teoría Cuántica Relativista – Berestetskii, Lifshitz & Pitaevskii – 2da Edición

Física Teórica Vol.4: Teoría Cuántica Relativista

Por: / E. M. Lifshitz / L. D. Landau / V. B. Berestetskii

Descripción

Conforme al plan general de este curso, el presente volumen está dedicado a la teoría cuántica relativista en el amplio sentido de esta palabra: a la teoría de todos los fenómenos ligados con el carácter finito de la velocidad de la luz, en particular a la teoría de la radiación.

Vol. 1: El tema de este tomo en dos volúmenes es la teoría cuántica relativista en sentido nato, esto es, la teoría cuántica de los fenómenos cuyas características viene determinadas esencialmente por el hecho de que la velocidad de la luz es una cantidad finita.

Vol. 2: Propagadores exactos y partes vértice. Correcciones radiactivas. Fórmulas asintónicas de vértice. Correcciones radiatimetría dinámica de los hadrones. Electrodinámica de los hadrones. La interacción débil. SUPLEMENTO A LA PARTE I. Pérdidas de energía de las partículas rápidas por ionización.

Como es sabido, esta parte de la física teórica se encuentra todavía lejos, hoy por hoy, de haber alcanzado una forma acabada, ni aun en lo que concierne a los principios físicos que se encuentran en su base. Esto vale, en particular, para la teoría de las interacciones fuertes y débiles. Pero incluso la electrodinámica cuántica, a pesar de los brillantes éxitos logrados en ella durante los últimos 20 años, no es todavía satisfactoria por lo que toca a su estructura lógica.

Al seleccionar el material para este libro nos hemos limitado a aquellos resul¬tados que, con un grado razonable de certeza, parecen establecidos con bastante solidez. Es natural que, abordadas así las cosas, la mayor parte del libro la ocupe la electrodinámica cuántica. Hicimos todo lo posible por desarrollar la exposición desde un punto de vista realista, subrayando las hipótesis físicas hechas en la teoría, pero sin entrar en los fundamentos que, de todas maneras, dado el estado actual de la teoría, tienen un carácter puramente formal.

En el estudio de las aplicaciones concretas de la teoría no consideramos como objetivo nuestro el abarcar el número enorme de efectos involucrados y nos hemos limitado solamente a los que son fundamentales, si bien, para completar, se dan referencias a trabajos originales que contienen una investigación más detallada. Al efectuar los cálculos, que a menudo se caracterizan aquí por ser notablemente pesados, frecuentemente hemos omitido algunas fórmulas intermedias, pero se ha procurado siempre señalar todos los aspectos metódicos no triviales utilizados

Introducción

1 Relaciones de indeterminación en el dominio relativista

Capítulo 1. El fotón.

2 Cuantificación del campo electromagnético libre

3 Fotones

4 Invariancia de contraste.

5 El campo electromagnético en la teoría cuántica.

6 Momento cinético y paridad del fotón

7 Ondas esféricas de fotones.

8 Polarización del fotón.

9 Sistema de dos fotones

Capítulo 2. Bosones.

10 La ecuación de onda para partículas de spin 0

11 Partículas y antipartículas

12 Partículas realmente neutras

13 Transformaciones C, P, T.

14 Ecuación de onda para una partícula de spin 1.

15 Ecuación de onda para partículas con mayores valores enteros del spin

16 Estados de helicidad de una partícula.

Capítulo 3. Fermiones.

17 Espinores cuadridimensionales

18 Relación entre espinores y 4-vectores.

19 Inversión de espinores.

20 La ecuación de Dirac en la representación espinorial.

21 Forma simétrica de la ecuación de Dirac.

22 Álgebra de las matrices de Dirac.

23 Ondas planas.

24 Ondas esféricas.

25 Relación del spin con la estadística

26 Conjugación de carga e inversión de los espinores respecto del tiempo.

27 Simetría intrínseca de las partículas y antipartículas

28 Formas bilineales.

29 Matriz densidad de polarización.

30 El neutrino

31 Ecuación de onda para una partícula de spin 3/2.

Capítulo 4. Una partícula en un campo exterior.

32 La ecuación de Dirac para el electrón en un campo exterior

33 Desarrollo en potencias de 1/c

34 Estructura fina de los niveles del átomo de hidrógeno.

35 Movimiento en un campo con simetría esférica.

36 Movimiento en un campo de Coulomb

37 Dispersión en un campo con simetría esférica

38 Dispersión en el caso ultrarrelativista.

39 Sistema de funciones de onda del espectro cor'inuo para la dispersión en un campo coulombiano

40 Un electrón en el campo de una onda electromagnética plana.

41 Movimiento del spin en un campo exterior.

42 Dispersión de neutrones en un campo eléctrico.

Capítulo 5. La radiación

43 El operador de interacción electromagnética.

44 Emisión y absorción.

45 Radiación dipolar

46 Radiación multipolar eléctrica.

47 Radiación multipolar magnética.

48 Distribución angular y polarización de la radiación.

49 Radiación de los átomos. Tipo eléctrico

50 Radiación de los átomos. Tipo magnético

51 Radiación de los átomos. Efectos Zeeman y Stark

52 Radiación de los átomos. El átomo de hidrógeno.

53 La radiación por moléculas diatómicas. Espectros electrónicos

54 Radiación por moléculas diatómicas. Espectros vibratorio y de rotación

55 Radiación de los núcleos.

56 Efecto fotoeléctrico. Caso no-relativista

57 Efecto fotoeléctrico. Caso relativista.

58 Fotodesintegración del deuterón

59 Radiación de frenado magnético.

Capítulo 6. Dispersión de la luz.

60 El tensor de dispersión.

61 Dispersión por sistemas que se orientan libremente.

62 Dispersión por las moléculas

63 Anchura natural de las rayas espectrales

64 Fluorescencia por resonancia

Capítulo 7. La matriz de dispersión

65 Amplitud de dispersión

66 Reacciones con partículas polarizadas.

67 Invariantes cinemáticos

68 Regiones físicas.

69 Desarrollo de amplitudes parciales

70 Simetría de las amplitudes helicoidales de dispersión

71 Amplitudes invariantes.

72 La condición de unitariedad

Capítulo 8. Teoría invariante de perturbaciones.

73 Producto cronológico

74 Diagramas de Feynman para la dispersión de electrones

75 Diagramas de Feynman para la dispersión de un fotón

76 Propagador de electrón

77 Propagador de fotón

78 Reglas generales de la técnica de diagramas.

79 Invariancia de cruce.

80 Partículas virtuales.

Capítulo 9. Interacción de electrones.

81 Dispersión de un electrón en un campo exterior.

82 Dispersión de electrones y positones por un electrón.

83 Ecuación de Breit.

84 El positonio

85 Interacción de los átomos a grandes distancias

Capítulo 10. Interacción de electrones con fotones

86 La dispersión de un fotón por un electrón

87 Dispersión de un fotón por un electrón. Efectos de polarización.

88 Aniquilación de un par electrón-positón en dos fotones

89 Aniquilación del positonio

90 Radiación de frenado de un electrón por un núcleo. Caso no-relativista

91 Radiación de frenado de un electrón por un núcleo. Caso relativista.

92 Formación de un par por un fotón en el campo de un núcleo

93 Teoría exacta de la creación de pares y de la radiación de frenado en el caso ultra-rrelativista

94 Radiación de frenado por un electrón que choca con un electrón en el caso ultra-rrelativista

95 Emisión de fotones blandos en las colisiones

96 Método de los fotones equivalentes

97 Formación de pares en las colisiones de partículas

98 Emisión de un fotón por un electrón en el campo de una onda electromagnética intensa

Capítulo 11. Propagadores exactos y partes vértice

99 Operadores de los campos en la representación de Heisenberg

100 Propagador exacto de fotón

101 Función energía propia de fotón

102 Propagador exacto de electrón

103 Operador vértice

104 Ecuaciones de Dyson

105 Identidad de Ward

106 Propagador de electrón en un campo exterior

107 Condiciones físicas de renormalización

108 Propiedades analíticas del propagador de fotón

109 Regularización de las integrales de Feynman

Capítulo 12. Correcciones radiativas

110 Cálculo del operador polarización

111 Correcciones relativas a la ley de Coulomb

112 Cálculo de la parte imaginaria del operador polarización según la integral de Feynman

113 Factores de forma electromagnéticos del electrón

114 Cálculo de los factores de forma del electrón

115 Momento magnético anómalo del electrón

116 Cálculo del operador de masa

117 Emisión de fotones blandos con masa no nula

118 Dispersión de un electrón en un campo exterior en la segunda aproximación de Bom

119 Correcciones radiativas a la dispersión de un electrón en un campo exterior

120 Desplazamiento radiativo de los niveles atómicos

121 Desplazamiento radiativo de los niveles de los átomos mesónicos

122 Ecuación relativista para los estados ligados

123 Doble relación de dispersión.

124 Dispersión fotón-fotón

125 Dispersión coherente de un fotón en el campo de un núcleo

126 Correcciones radiativas a las ecuaciones del campo electromagnético

127 Cálculo de integrales en dominios cuadridimensionales

Capítulo 13. Fórmulas asintóticas de la electrodinámica cuántica

128 Comportamiento asintótico del propagador de fotón para grandes impulsos

129 Separación de los dos términos doblemente logarítmicos en un operador vértice

130 Expresión asintótica doblemente logarítmica del operador vértice

131 Expresión asintótica doblemente logarítmica de la amplitud de dispersión de un electrón por un muón

Capítulo 14. Simetría dinámica de los hadrones

132 Isomultipletes

133 Hipercaiga

134 Hadrones metaestables

135 Paridad-G

136 Simetría unitaria SU (3)

137 Supermultipletes

138 Operadores superespinoriales

Capítulo 15. Electrodinámica de los hadrones

139 Factores de forma electromagnéticos de los hadrones

140 Dispersión de electrones por hadrones

141 Teorema de la radiación de frenado a baja energía

142 Teorema de la dispersión de un fotón por un hadrón a baja energía

143 Momentos multipolares de los hadrones

144 Propiedades isotópicas de los factores de forma electromagnéticos de los hadrones

Capítulo 16. La interacción débil

145 Interacción débil de los leptones

146 Desintegración del muón

147 Correcciones radiativas a la desintegración del muón

148 Estructura cinemática de la corriente débil hadrónica

149 Carácter real de los factores de forma

150 Propiedades isotópicas de la comente débil hadrónica

151 Desintegración-^ del neutrón

152 Corrientes de transición en un supermultiplete

153. Estructura cinemática de las amplitudes de las desintegraciones no leptónicas.

154 Mesones k neutros

Suplemento a la parte I

82a. Pérdidas de energía de las partículas rápidas por ionización

ÍNDICE ALFABÉTICO

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