Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: Учебное пособие. В 10 томах. Том IV / B. Б. Берестецкий, Е. М. Лифшиц, Л. П. Питаевский. Квантовая электродинамика.— 3-е изд., испр.— М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989,—728 с.
Представляет собой исправленное издание четвертого тома курса теоретической физики, заслужившего широкую известность в нашей стране и за рубежом. Том включает в себя релятивистскую теорию свободных частиц во внешнем поле, теорию испускания и рассеяния света, релятивистскую теорию возмущений и ее примейение к электродинамическим процессам, теорию радиационных поправок, асимптотическую теорию процессов при высоких энергиях.
2-е изд.— 1980 г.
Для студентов старших курсов физических специальностей вузов, а также аспирантов и научных работников соответствующих специальностей.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к третьему изданию……………9
Предисловие ко второму изданию……………..9
Из предисловия к первому изданию…………..10
Некоторые обозначения……………….12
Введение…………………….15
Глава I. Фотон . ………………..19
§ 1. Соотношения неопределенности в релятивистской области … 15
§ 2. Квантование свободного электромагнитного поля……19
§ 3. Фотоны ………………….24
§ 4. Калибровочная инвариантность………….27
§ 5. Электромагнитное поле в квантовой теории……..2Э
§ 6. Момент и четность фотона…………..31
§ 7. Сферические волны фотонов…………..35
§ 8. Поляризация фотона……………..41
§ 9. Система двух фотонов…………….47
Глава II. Бозоны………………..51
§ 10. Волновое уравнение для частиц со спином 0…….51
§ 11. Частицы и античастицы……………56
§ 12. Истинно нейтральные частицы………….61
§ 13. Преобразования С, Р, Т……………64
§ 14. Волновое уравнение для частицы со спином 1…….71
§ 15. Волновое уравнение для частиц с высшими целыми спинами…..75
§ 16. Спиральные состояния частицы…………77
Глава III. Фермионы . ………………84
§ 17. Четырехмерные спиноры……………84
§ 18. Связь спиноров с 4-векторами………….87
§ 19. Инверсия спиноров…………………91
§ 20. Уравнение Дирака в спинорном представлении……97
§ 21. Симметричная форма уравнения Дирака………….99
§ 22. Алгебра матриц Дирака……………105
§ 23. Плоские волны……………….108
§ 24. Сферические волны……………..112
§ 25. Связь спина со статистикой…………..116
§ 26. Зарядовое сопряжение и обращение спиноров по времени . .119
§ 27. Внутренняя симметрия частиц и античастиц……..124
§ 28. Билинейные формы……………..127
§ 29. Поляризационная матрица плотности……….132
§ 30. Двухкомпонентные фермионы……………..137
§ 31. Волновое уравнение для частицы со спином 3/г……141
Глава IV. Частица во внешнем поле ………….144
§ 32. Уравнение Дирака для электрона во внешнем поле…..144
§ 33. Разложение по степеням 1 /с…………..149
§ 34. Тонкая структура уровней атома водорода ……. 153
§ 35. Движение в центрально-симметричном поле…….155
§ 36. Движение в кулоновом поле…………..60
§ 37. Рассеяние в центрально-симметричном матричном поле……..167
§ 38. Рассеяние в ультрарелятивистском случае……..170
§ 39. Система волновых функций непрерывного спектра для рассеяния в кулоновом поле………172
§ 40. Электрон в поле плоской электромагнитной волны…..176
§ 41. Движение спина во внешнем поле………..179
§ 42. Рассеяние нейтронов в электрическом поле……..186
Глава V. Излучение ………………..88
§ 43. Оператор электромагнитного взаимодействия…….188
§ 44. Испускание и поглощение……………191
§ 45. Дипольное излучение……………..193
§ 46. Электрическое мультипольное излучение ……… 196
§ 47. Магнитное мультипольное излучение……….201
§ 48. Угловое распределение и поляризация излучения …… 203
§ 49. Излучение атомов. Электрический тип ………212
§ 50. Излучение атомов. Магнитный тип………..217
§ 51. Излучение атомов. Эффекты Зеемана и Штарка……220
§ 52. Излучение атомов. Атом водорода………..224
§ 53. Излучение двухатомных молекул. Электронные спектры ….. 230
§ 54. Излучение двухатомных молекул. Колебательный и вращательный спектры…..237
§ 55. Излучение ядер……………….238
§ 56. Фотоэффект. Нерелятивистский случай……….241
§ 57. Фотоэффект. Релятивистский случай………..246
§ 58. Фоторасщепление дейтрона…………..250
Глава VI. Рассеяние света……………..255
§ 59. Тензор рассеяния……………… 255
§ 60. Рассеяние свободно ориентирующимися системами…..266
§ 61. Рассеяние на молекулах……………273
§ 62. Естественная ширина спектральных линий……..277
§ 63. Резонансная флуоресценция………….. 282
Глава VII. Матрица рассеяния ……………285
§ 64. Амплитуда рассеяния……………..285
§ 65. Реакции с поляризованными частицами ……… 291
§ 66. Кинематические инварианты……294
§ 67. Физические области……………..297
§ 68. Разложение по парциальным амплитудам……..303
§ 69. Симметрия спиральных амплитуд рассеяния …….. 306
§ 70. Инвариантные амплитуды……………313
§ 71. Условие унитарности…………….. 318
Глава VIII. Инвариантная теория возмущений………323
§ 72. Хронологическое произведение………….323
§ 73. Диаграммы Фейнмана для рассеяния электронов……327
§ 74. Диаграммы Фейнмана для рассеяния фотона…….334
§ 75. Электронный пропагатор……………337
§ 76. Фотонный пропагатор…………….342
§ 77. Общие правила диаграммной техники……….347
§ 78. Перекрестная инвариантность……………355
§ 79. Виртуальные частицы…………….356
Глава IX. Взаимодействие электронов …………….362
§ 80. Рассеяние электрона во внешнем ……………362
§ 81. Рассеяние электронов и позитронов на электроне…..366
§ 82. Ионизационные потерн быстрых частиц………376
§ 83. Уравнение Брейта………………383
§ 84. Позитроний ………………..390
§ 85. Взаимодействие атомов на далеких расстояниях……395
Глава X. Взаимодействие электронов с фотонами …….. 402
§ 86. Рассеяние фотона электроном………….402
§ 87. Рассеяние фотона электроном. Поляризационные эффекты…..407
§ 88. Двухфотонная аннигиляция электронной пары……417
§ 89. Аннигиляция позитрония……………421
§ 90. Магнитотормозное излучение………….425
§ 91. Образование пар фотоном в магнитном поле…….436
§ 92. Тормозное излучение электрона на ядре. Нерелятивистский случай……..439
§ 93. Тормозное излучение электрона на ядре. Релятивистский случай 452
§ 94. Образование пар фотоном в поле ядра…….. .463
§ 95. Точная теория рождения пар в ультрарелятивистском случае 466
§ 96. Точная теория тормозного излучения в ультрарелятивистском случае ……..473
§ 97. Тормозное излучение электрона на электроне в ультрарелятивистском случае….480
§ 98. Излучение мягких фотонов при столкновениях……485
§ 99. Метод эквивалентных фотонов…………492
§ 100. Образование пар при столкновениях частиц…….499
§ 101. Излучение фотона электроном в поле интенсивной электромагнитной волны….504
Глава XI. Точные пропагаторы и вершинные части…………..511
§ 102. Операторы полей в гейзенберговском представлении . . . -.511
§ 103. Точный фотонный пропагатор………….514
§ 104. Собственно-энергетическая функция фотона…….521
§ 105. Точный электронный пропагатор…………525
§ 106. Вершинный оператор…………….529
§ 107. Уравнения Дайсона ……………..533
§ 108. Тождество Уорда………………536
§ 109. Электронный пропагатор во внешнем поле . . . . . . .539
§ 110. Физические условия перенормировки……….546
§ 111. Аналитические свойства фотонного пропагатора……553
§ 112. Регуляризация интегралов Фейнмана……….556
Глава XII. Радиационные поправки … ……….561
§ 113. Вычисление поляризационного оператора………561
§ 114. Радиационные поправки к закону Кулона……..565
§ 115. Вычисление мнимой части поляризационного оператора по
интегралу Фейнмана…………….568
§ 116. Электромагнитные формфакторы электрона………573
§ 117. Вычисление формфакторов электрона……….577
§ 118. Аномальный магнитный момент электрона……..582
§ 119. Вычисление массового оператора………..584
§ 120. Испускание мягких фотонов с ненулевой массой…..590
§ 121. Рассеяние электрона во внешнем поле во втором борновском
приближении ……………….595
§ 122. Радиационные поправки к рассеянию электрона во внешнем
поле…………………..601
§ 123. Радиационное смещение атомных уровней……..605
§ 124. Радиационное смещение уровней мезоатомов……613
§ 125. Релятивистское уравнение для связанных состояний …. 615
§ 126. Двойное дисперсионное соотношение……….622
§ 127. Рассеяние фотона на фотоне………….630
§ 128. Когерентное рассеяние фотона в поле ядра…….638
§ 129. Радиационные поправки к уравнениям электромагнитного поля 640
§ 130. Расщепление фотона в магнитном поле………650
§ 131. Вычисление интегралов по четырехмерным областям …. 659
Глава XIII. Асимптотические формулы квантовой электродинамики 664
§ 132. Асимптотическое поведение фотонного пропагатора при больших импульсах…….664
§ 133. Связь между «затравочным» и истинным зарядами …. 668
§ 134. Асимптотическое поведение амплитуд рассеяния при высоких
энергиях …………………672
§ 135. Выделение дважды логарифмических членов в вершинном
операторе ………………… 677
§ 136. Дважды логарифмическая асимптотика вершинного оператора …683
§ 137. Дважды логарифмическая асимптотика амплитуды рассеяния
электрона на мюоне……………..686
Глава XIV. Электродинамика адронов ………… 693
§ 138. Электромагнитные формфакторы адронов……..693
§ 139. Рассеяние электронов адронами…………699
§ 140. Низкоэнергетическая теорема для тормозного излучения …. 702
§ 141. Низкоэнергетическая теорема для рассеяния фотона на адроне …706
§ 142. Мультипольные моменты адронов………..709
§ 143. Неупругое рассеяние электронов адронами……..715
§ 144. Превращение электрон-позитронной пары в адроны … 718
Предметный указатель……………….721
Ландау Л. Д., Лифшнц Е. М. Теоретическая физика. Том 4. Квантовая электродинамика ОНЛАЙН
