基本介绍

文集主要整理了振幅计算的基础知识，并给出了六个基本量子电动力学过程的低阶树图振幅计算过程，分别是Mott散射、Moller散射、Bhabha散射、Compton散射、对产生和对湮灭过程。

量子电动力学(Quantum Electrodynamics，简称QED)是描述电磁相互作用的量子场论(Quantum Filed Theory，简称QFT)，由朝永振一郎、Schwinger和Feynman各自独立创立，且三人于1965年获诺贝尔物理学奖。Feynman关于振幅的计算方法是基于自己创立的Feynman图，而朝永振一郎和Schwinger的计算方法是基于量子场论算符，Dyson证明两种方法是一致的。

基本量子电动力学过程(Basic Quantum Electrodynamics Process，这里简称BQEDP)是指正负电子、正反子以及光子的弹性与非弹性散射过程，其中包括Mott散射、Moller散射、Bhabha散射、Compton散射、对湮灭和对产生过程。

本文集关于BQEDP振幅的计算主要是基于Feynman图。为了更方便理解这种算法，需要先先介绍一些基础概念，但并不是从ABC开始讲起，而是在狭义相对论(Special Relativity，简称SR)和量子力学(Quantum Mechanics，简称QM)的基础上介绍其他内容。由于BQEDP中的粒子运动速度为光速或者接近光速，计算过程需要使用狭义相对论，而相对论运动学的计算是基于协变坐标和逆变坐标，所以本文集首先介绍协变坐标和逆变坐标的运算；由于BQEDP中的电子和子是自旋为的费米子，描述费米子的量子方程是Dirac方程，所以接下来介绍自旋和Dirac方程；光子是自旋为的玻色子，描述光子的波动方程是Klein-Gordon方程，简称C-G方程；随后介绍Feynman图、利用Feynman图计算振幅的Feynman规则、利用振幅计算衰变宽度和散射截面的Fermi黄金规则以及对振幅中自旋求平均所需要用到的Casimir技巧；最后分别计算六个BQEDP的散射截面或衰变宽度并进行讨论。