对角自旋基与涉及极化粒子的过程计算

本文综述了作者们开发的用于QED中矩阵元协变计算的新技术，即所谓的“对角自旋基”(DSB)形式体系。在DSB中，入射和出射费米子的自旋4矢量仅用它们的4动量表示。在这种方法中，实现了初态和末态共同的小洛伦兹群，这使得入射和出射粒子的自旋算子一致。所开发的方法既适用于有质量费米子，也适用于无质量费米子，并且处理自旋翻转振幅没有问题。构建计算矩阵元的数学工具仅需要参与反应的粒子的4动量。我们将此形式体系应用于以下过程：1) 在初始粒子和光子为螺旋度极化的超相对论极限下的Möller和Bhabha轫致辐射（$e^{\pm}e^- \to e^{\pm}e^- \gamma$）；2) 强圆偏振激光波的光子被纵向极化的超相对论电子束康普顿背散射（$e+n\gamma_0 \to e+\gamma$）；3) 硬光子与多个激光光子同时碰撞产生 $e^+e^-$ 对（$\gamma+n \gamma_0 \to e^+ + e^-$）；4) 考虑质子反冲和形状因子的电子发射线性偏振光子的Bethe-Heitler过程；5) 在质子轫致辐射占主导的运动学中，考虑质子极化率的反应 $ep \to ep \gamma$；6) 正电子素三光子湮灭（$e^+e^- \to 3 \gamma$）。