Кіріспе
Кванттық хромодинамикаға бұзылу әдістерін қолдану, күшті өзара әрекеттесуді зерттеу. Бұзылу кванттық хромодинамикасы (сондай-ақ, бұзылушы КХД) – бұл бөлшектер физикасының бір саласы, онда күшті өзара әрекеттесулер теориясы, Кванттық хромодинамика (КХД), күшті байланыс тұрақтысының жоғары энергиядағы немесе қысқа қашықтықтағы өзара әрекеттесулерде шағын екендігін пайдалану арқылы зерттеледі, бұл бұзылу теориясы әдістерін қолдануға мүмкіндік береді. Көптеген жағдайларда, КХД-мен салыстырылатын болжамдар жасау өте қиын, себебі мүмкін болатын топологиялық түрде тең емес өзара әрекеттесулердің шексіз саны бар. Қысқа қашықтықтарда байланыс шағын болғандықтан, осы шексіз мүшелердің саны шекті мүшелер санымен дәл жақындастырылуы мүмкін. Бұл тәсіл жоғары энергияда ғана қолданылса да, КХД-нің бүгінгі күнге дейінгі ең дәл сынақтарын қамтамасыз етті. Бұзылу кванттық хромодинамикасының маңызды сынағы – және өндіріс деңгейлерінің қатынасын өлшеу болып табылады. Ғана жалпы өндіріс деңгейі ескерілгендіктен, барлық соңғы күйдегі адрондардың қосындысы нақты адрон түріне тәуелділікті жояды, ал бұл қатынас бұзылу кванттық хромодинамикасында есептелуі мүмкін. Көптеген күшті өзара әрекеттесу процестерін тікелей бұзылу кванттық хромодинамикасымен есептеу мүмкін емес, себебі түс шектеуіне байланысты еркін кварктар мен глюондарды байқауға болмайды. Мысалы, адронның құрылымы бұзылу сипатына ие. Мұны ескеру үшін физиктер КХД факторлау теоремасын жасады, ол қиманы екі бөлікке бөледі: процеске тәуелді, бұзылу арқылы есептелетін қысқа қашықтықтағы бөлшек қимасы және әмбебап ұзақ қашықтықтағы функциялар. Бұл әмбебап ұзақ қашықтықтағы функцияларды эксперименттерге жаһандық сәйкестік арқылы өлшеуге болады және бөлшектердің таралу функцияларын, фрагментация функцияларын, көп бөлшектердің корреляциялық функцияларын, жалпыланған бөлшектердің таралуларын, жалпыланған таралу амплитудаларын және көптеген түрдегі форма факторларын қамтиды. Әр түрлі әмбебап ұзақ қашықтықтағы функциялар үшін бірнеше ынтымақтастықтар бар. Олар қазіргі заманғы бөлшектер физикасының маңызды бөлігіне айналды.
Perturbative quantum chromodynamics (also perturbative QCD) is a subfield of particle physics in which the theory of strong interactions, Quantum Chromodynamics (QCD), is studied by using the fact that the strong coupling constant is small in high energy or short distance interactions, thus allowing perturbation theory techniques to be applied. In most circumstances, making testable predictions with QCD is extremely difficult, due to the infinite number of possible topologically inequivalent interactions. Over short distances, the coupling is small enough that this infinite number of terms can be approximated accurately by a finite number of terms. Although only applicable at high energies, this approach has resulted in the most precise tests of QCD to date
An important test of perturbative QCD is the measurement of the ratio of production rates for and Since only the total production rate is considered, the summation over all final state hadrons cancels the dependence on specific hadron type, and this ratio can be calculated in perturbative QCD. Most strong interaction processes can not be calculated directly with perturbative QCD, since one cannot observe free quarks and gluons due to color confinement. For example, the structure hadrons has a non perturbative nature. To account for this, physicists developed the QCD factorization theorem, which separates the cross section into two parts: the process dependent perturbatively calculable short distance parton cross section, and the universal long distance functions. These universal long distance functions can be measured with global fit to experiments and include parton distribution functions, fragmentation functions, multi parton correlation functions, generalized parton distributions, generalized distribution amplitudes and many kinds of form factors. There are several collaborations for each kind of universal long distance functions. They have become an important part of modern particle physics.
Белгіленген өлшегіш Лагранж
Бұл өрнек математикалық тұрғыдан әдемі әрі айқын гаузерлік симметрияға ие, бірақ бұзылымдық есептеулер үшін гаузерді бекіту қажет. Гаузерді бекіту процедурасын Фаддеев және Попов әзірледі. Ол, шамалар жиымындағы призрақтық өрістерді енгізуді қажет етеді. Гаузерді бекіту процедурасынан кейін Лагранжиан былай жазылады:
Мұнда – гаузерді бекіту параметрі. -ны таңдау Фейнман гаузері деп аталады. Иісқырлықты және ковариантты туындыларды жайып салғаннан кейін, QCD үшін Фейнман ережелерін жол интегралы әдістері арқылы шығаруға болады.
Қайта қалыпқа келтіру
Гаузерлік теориялар мен QCD-ні қайта нормалау техникаларын 't Hooft әзірледі және іске қосты. QCD-нің спинорлардың аз саны үшін асимптотикалық бостандық көрсететіні белгілі.
Бір айналымдағы қайта қалыпқа келтіру
QCD-нің бір циклдік деңгейде қайта нормаланатынын көрсету үшін, циклдық интегралдарды есептеу қажет, оларды Фейнман ережелерінен шығарып алып, өлшемдік реттеу арқылы бағалауға болады.