红外有限度和前向散射

根据著名的Kinoshita-Lee-Nauenberg定理，要求初始和最终状态总和，红外散乱早已被预示要在足够包容的横截面中抵消。 尽管有很好的动机，但该定理比必要的要弱得多：为了有限，一个定理只需要对初始或最终状态求和即可。 此外，消除通常需要包括前向散射过程。 我们提供了许多示例来说明这种理解的重要性：以e + e-→Z的顺序从前到后，可以用任意数量的额外光子对某些初始状态和最终状态求和，或者仅对最终状态求和。 如果包括前向散射，则光子数量有限的状态。 对于康普顿散射，红外有限性要求坚硬的前向散射电子和光子无法区分。 这意味着，除了对能量和角分辨率的实验限制外，还必须对可观察到电荷的动量进行实验限制。 需要类似的考虑来解释为什么仅γ散射到光子的速率是红外发散的，但是γ散射到光子或带电粒子的速率是有限的。 这种新的理解揭示了在物理预测中包括退化的初始状态的重要性，断开的费曼图的相关性，对初始或最终状态的带电粒子进行修整的重要性以及对正确定义S矩阵的追求。