[科普中国]-红外发散

概述

在量子电动力学中，红外发散似乎出现在包含有能量极小的光子的过程中。这种发散的处理要比由于虚粒子传播四维矢量的大值引起的严重发散简单得多。在含有光子和带电粒子的过程中，如果光子的动量比带电粒子的动量以及带电粒子之间动量传递要小，就说这是一个软光子。研究红外发射时，采用软光子近似是合适的。1

基本原理让我们考虑一个电子被外场散射而发射一个光子的情况。对于这种轫致辐射过程，散射算符的最低阶贡献是：

在软光子近似下，与，以及相比可以略去，这也意味着与和相比，可以略去。因此，做了软光子近似后，我们有：

进而，让我们将上式与电子被外场弹性散射的散射算符的最低阶贡献相比较，后者是：

最低阶轫致辐射的截面可以借助于最低阶弹性散射截面表示为如图1所示。

由于截面有形式为的对的依赖关系，对，它是对数发散的，因此包含红外发射。2