量子电动力学

传播子(propagator)

如果说顶点是量子电动力学的积木,那么传播子就是把两块积木连起来的接头。每当一个粒子在一个顶点产生、在另一个顶点湮灭——比如一个电子发射、被第二个电子吸收的光子——传播子就是描述这个粒子在中间这段旅程的数学对象。它回答的问题是:既然某样东西从这里出发,它出现在那里的振幅是多少?

关键在于,沿传播子行进的粒子是虚的:它只在两个顶点之间的短暂期间存在,不必满足自由可观测粒子必须遵守的能量、动量与质量之间的通常关系。比如一个虚光子,可以短暂地携带一种'不可能的'能量与动量组合。传播子的值在粒子最接近成为实粒子时最大,离得越远就衰减得越厉害——这就是为什么由几乎成实的无质量光子传递的长程力很强,而沉重的传递者其传播子被大大压低,使它的力变成短程的。

传播子是每一个量子场论把相互作用缝合成完整过程的方式。量子电动力学里有两种:波浪形内线对应的光子传播子,和直线对应的电子传播子。光子传播子的精确形式——其质量取为零——正是当你把所有虚光子交换加起来时,从数学上产生出著名的平方反比库仑定律的根源。所以传播子不是可有可无的附加项——它正是我们熟悉的力的定律真正的来处。

比较两种力:电磁力能跨越整个房间,而弱相互作用几乎只够跨越一个质子。差别就在传播子上——光子质量为零,所以它的传播子在长程上仍然很大,而沉重的 W 玻色子的传播子几乎立刻坍缩,把弱相互作用扼制在极小的距离上。

传递者的质量编码在它的传播子里,决定了它的力能传多远。

传播子是振幅内部的一种计算成分,不是可测量的路径;你永远观测不到虚粒子本身,只能看到出来的末态粒子。

又称
photon propagator传播子傳播子