Радиационные поправки

Радиацио́нные поправки

В квантовой электродинамике поправки к значениям некоторых физических величин и сечениям различных процессов (вычисленным по формулам релятивистской квантовой механики), обусловленные взаимодействием заряженной частицы с собственным электромагнитным полем. Возникновение Р. п. можно рассматривать как результат испускания и поглощения частицами виртуальных фотонов и электрон-позитронных пар. Р. п. рассчитывают по методу теории возмущений, представляя их в виде ряда по степеням постоянной тонкой структуры α = e²lħc — ¹/₁₃₇ (где е — элементарный электрический заряд, ħ — постоянная Планка, с — скорость света в вакууме); поправки 1-го порядка пропорциональны α, 2-го — α² и т.д. При вычислении Р. п. исходят из того, что Р. п. к массе и заряду частицы сами по себе не имеют физического смысла; физический смысл имеет суммарная величина массы или заряда после включения Р. п., и для этих величин в расчётах используют их экспериментальные значения (т. н. перенормировка массы и заряда).

Наибольший интерес представляют Р. п. к магнитному моменту электрона и мюона, радиационное смещение атомных уровней энергии (Сдвиг уровней), Р. п. к сечениям рассеяния электрона электроном или атомным ядром и др. (см. Квантовая теория поля). Результаты расчётов Р. п. вплоть до величин 3-го порядка блестяще согласуются с экспериментальными данными и свидетельствуют о справедливости квантовой электродинамики по крайней мере на расстояниях, больших 5․10^-15 см. Р. п. растут с ростом энергии, и эффективным параметром разложения при высоких энергиях является αln (E/m), а в некоторых случаях αln (E/m) ln (E/ΔE), где Е — энергия частицы в системе центра инерции, m — её масса, ΔЕ — экспериментальное разрешение прибора.

Р. п. могут быть в ряде случаев подсчитаны не только для электродинамических процессов, но и для процессов, вызванных др. взаимодействиями. Однако для процессов, обусловленных сильным взаимодействием (См. Сильные взаимодействия), вычисление Р. п. обычно нельзя строго провести из-за отсутствия законченной теории сильных взаимодействий.

При вычислении Р. п. к электродинамическим величинам с точностью выше 3-го порядка существенный вклад получается от виртуального рождения сильно взаимодействующих частиц (адронов (См. Адроны)) и от учёта эффектов слабого взаимодействия (См. Слабые взаимодействия). Отсутствие последовательной теории слабого взаимодействия и недостаток экспериментальных данных по процессам рождения адронов за счёт электромагнитного взаимодействия препятствуют вычислению этих эффектов.

Лит.: Ахиезер А. И., Берестецкий В. Б., Квантовая электродинамика, 3 изд., М., 1969, гл. 5.

Б. Л. Иоффе.