Estudo analítico de alguns aspectos da dinâmica na frente de luz: transformações de Lorentz, sistemas de dois corpos em interação, polarização do vácuo e integrais de Feynman

Abstract

Neste trabalho discutimos vários aspectos da dinâamica relativística de partículas na forma frontal (frente de luz) assim como proposta por Dirac há mais de meio século. Introduzimos nossas considerações pela transformação de Lorentz nas coordenadas da frente de luz, com o objetivo de vislumbrar a possibilidade de sugerir aquelas transformações nessas novas coordenadas. As transformações de Lorentz usuais, isto é, aquelas consideradas padrão no espaço-tempo de Minkowski (x0,−→x) com referenciais inerciais S e S′ movendo-se com velocidade relativa ao longo dos eixos z//z′ são tais que a coordenada tempo t′ em S′ é expressa em termos das coordenadas tempo t e espaço z em S; e similarmente, a coordenada espaço z′ em S′ é expressa em termos das coordenadas tempo t e coordenada espaço z em S. Como as coordenadas da frente de luz são construídas pela combinação linear entre as coordenadas tempo (t) e coordenada espaço (z), espera-se que as transformações de Lorentz na frente de luz se manifestem conectando apenas coordenadas similares, isto é, tempo em S com tempo em S′ e coordenada espacial em S com coordenada espacial em S′.Essa suspeita se confirma em nossa pesquisa e esse resultado é responsável pela introdução de profundas modificações nas estruturas algébricas das transformações. Demonstramos assim, novas maneiras, maneiras sui generis de expressar os resultados bem conhecidos da dilatação temporal e contração espacial. O estudo do espalhamento de partículas sempre se constituiu numa ferramenta muito poderosa não somente para descrever as interações, mas também para compreender os processos físicos envolvidos em tais espalhamentos. Assim, usando o formalismo de coordenadas da frente de luz, calculamos a correção perturbativa de dois corpos a ordem O(g2) e a ordem O(g4), respectivamente...

In this work we discuss several aspects of relativistic particle dynamics in the front form as proposed by Dirac more than half a century ago. We introduce our considerations with Lorentz transformations in the light front coordinates, with the objective of seeing the possibility of expressing those transformations in the new coordinates. Usual Lorentz transformations, that is, those considered standard in the Minkowski space-time (x0,−→x) with inertial reference frames S and S′ moving with relative velocity v along the z//z′ direction are such that the time coordinate t′ in S′ is expressed in terms of both time coordinate t and space coordinate z in S; and similarly, the longitudinal space coordinate z′ in S′ is also expressed in terms of both time coordinate t and space coordinate z in S. Since light front coordinates are defined as linear combinations of time coordinate (t) and space coordinate (z), we expect that the Lorentz transformations in the light front will manifest themselves connecting only similar coordinates, that is, time in S with time in S′ and space coordinate in S with space coordinate in S′. This suspicion is confirmed in our research and this result is responsible for the profound modifications in the algebraic structures of the transformations. We thus show news uigeneris ways of expressing the well-known results of time dilation and space contraction. The study of particle scattering has always been a very powerful tool not only to describe the interactions but also to realize the physical processes involved in such scattering. So, using the light front formalism, we calculate the perturbative corrections for two body interactions to the order O(g2)and orde rO(g4) respectively. This calculation is first done for the case of systems compposed by two interacting bosons, followed by the case of systems composed... (Complete abstract click electronic access below)