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Atomic Nuclear Physics

Relativistische Quantentheorie: Eine Einführung in die by Norbert Straumann

By Norbert Straumann

Dieser Folgeband zu N. Straumanns "Quantenmechanik" enthält den relativistischen Teil einer zweiteiligen Vorlesung, die der Autor viele Male gehalten hat. Der Stoff ist im aspect ausgearbeitet und durch Kapitel aus der Quantenelektrodynamik ergänzt worden. Das Buch ist eine gründliche Einführung in die Quantenfeldtheorie und ihre Anwendungen. Der rote Faden dieses Lehrbuchs ist die Quantentheorie elektromagnetischer Prozesse. Das erste Kapitel über die alte Diracsche Strahlungstheorie schließt an den Stoff der "Quantenmechanik" an und verweist auf Anwendungen in Atom- und Kernphysik. Dann werden in den Kapiteln zu Diracs Wellengleichung des Elektrons und zur Quantisierung des Dirac-Feldes die wichtigsten Teile der relativistischen Quantentheorie vorgestellt. Die restlichen vier Kapitel widmen sich der Quantenelektrodynamik, z.B. der Bornschen Näherung, der systematischen Herleitung der Feynman-Regeln bis hin zur Behandlung des anomalen magnetischen Moments des Elektrons.

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N - i ) , 5 n _ i ( s i ® . . ® gk <8> •.. 100) für n — 1) benutzt haben. Dies ist gleich 1 n 9k)T 1 , S„(5i ® . 100) trivial, denn 30 1. Quantentheorie der Strahlung (a*(f)Ü,a*(g)Ü) = (Ü,a(f)a*(g)Ü) = (f,g) . 100). 101) stetig ist; a*(f) ist damit auch stetig auf nj i'n € Mn, nur endlich viele ipn ^ 0} . Man sieht leicht, dass Mn -L (M)m für n ^ m. A^oo ist ein in P enthaltener invarianter Teilraum von M und liegt dicht in ®^L 0 Mn. 100) lässt sich Un durch Linearität zunächst auf Vn und sodann durch Stetigkeit auf Hn fortsetzen.

1], Kap. 4) =Y [ \(ß;k,\\H'\a)\2ö(Ea - Eß - hujk)k2dkdÜ , also gilt Von der Wechselwirkung H' (Gl. 139)) tragen nur die Terme linear in A bei. Daausserdem A transversal ist, können wir PJ-A(XJ) durch A(xj)-pj ersetzen. Damit ist (im Schrödinger-Bild) 42 1. )- 3 e /27m •M , wobei M = (ß\ ^kAa^a). 150) 3 Somit haben wir dr e2 Dieses Resultat werden wir ab Seite 49 weiter auswerten. 151) mit der klassischen Abstrahlungsformel zu vergleichen. Wir betrachten eine periodische Stromquelle J(x, t) = J(x)e~tult + komplex konj.

Induzierte Emission Wir nehmen nun an, dass im Anfangszustand bereits Photonen vorhanden sind und berechnen die Emissionsrate für ein weiteres Photon. Dieses Problem lässt sich einfacher diskutieren, wenn wir zunächst in einem endlichen Quantisierungsvolumen V arbeiten. Die Endzustände sind dann zwar diskret, liegen aber für grosse V sehr dicht und deshalb können wir die Goldene Regel ungeändert anwenden: ^ 1 \H'\a;nkX)\2p(hu) . 152) ist die Dichte der Photonzustände pro Raumwinkel- und Energieeinheit.

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