On the effective action in QCD and on radiative corrections to the Casimir effect in QED
Feb, 198798 pages
Supervisor:
- Eberhard Wieczorek
Citations per year
Abstract:
The thesis is devoted to two selected problems of the study of the vacuum structure of gauge theories - the effective action of QCD in 1-loop approximation and the calculcation of radiative corrections to the Casimir effect in QED at finite temperature and in constant external fields. For a broad class of background gauge conditions, it is shown that the renormalized effective action of SU(N) Yang-Mills theory in 1-loop approximation is independent of the gauge parameter and the chosen gauge condition itself. Correcting results existing in the literature, the calculation of the effective Lagrangian for a constant colourmagnetic background field is given. For the case of a constant colourelectric background field, the imaginary part of the fermionic contribution to the effective Lagrangian of QCD in 1-loop approximation is calculated. It is shown that the imaginary parts of the Euclidean effective Lagrangian of QCD and of pure Yang-Mills theory found in 1-loop approximation vanish after correctly taking into account contributions of higher order. In the thesis, a real-time formulation of QED in a covariant gauge at finite temperature respecting the boundary conditions for the electromagnetic field at the plates is developed. Based on this formulation, the 1-loop and 2-loop contributions to the Casimir effect at finite temperature are calculated in a certain approximation for physically relevant parameter ranges. For the case of the Casimir effect in constant external fields at T = 0, the 2-loop correction is determined in a certain approximation for large, physically, however, realistic field strengths. For the case of a constant electric field perpendicular to the plates, a plate-distant dependent imaginary part of the Casimir energy is being found. Original German abstract: Die Arbeit ist zwei ausgewählten Problemen der Untersuchung der Vakuumstruktur in Eichtheorien gewidmet - der effektiven Wirkung der QCD in 1-Loop-Approximation und der Berechnung von Strahlungskorrekturen zum Casimir-Effekt in der QED bei endlicher Temperatur und in äußeren konstanten Feldern. Es wird gezeigt, daß die renormierte effektive Wirkung der SU(N)-Yang-Mills-Theorie in 1-Loop-Approximation in einer weiten Klasse von Backgroundeichungen vom Eichparameter und der gewählten Eichbedingung selbst unabhängig ist. Die Berechnung des effektiven Lagrangians wird für ein konstantes colourmagnetisches Backgroundfeld unter Korrektur in der Literatur vorhandener Ergebnisse angegeben. Für den Fall eines konstanten colourelektrischen Backgroundfeldes wird der Imaginärteil des fermionischen Beitrages zum effektiven Lagrangian der QCD in 1-Loop-Approximation berechnet. Es wird für den Fall der Gruppe SU(2) gezeigt, daß die in 1-Loop-Approximation gefundenen Imaginärteile im Euklidischen effektiven Lagrangian der QCD und der reinen Yang-Mills-Theorie bei korrekter Berücksichtigung des Beitrages höherer Ordnung verschwinden. Auf der Grundlage einer in der Arbeit entwickelten störungstheoretischen Realzeit-Formulierung der QED in kovarianter Eichung bei endlicher Temperatur unter Berücksichtigung der Randbedingungen für das elektromagnetische Feld auf den Platten werden die 1-Loop- und 2-Loop-Beiträge zum Casimir-Effekt bei endlicher Temperatur für physikalisch relevante Parameterbereiche in gewisser Approximation berechnet. Für den Fall des Casimir-Effekts in äußeren konstanten Feldern wird bei T = 0 die 2-Loop-Korrektur in gewisser Approximation für große, jedoch physikalisch realistische Feldstärken bestimmt. Für den Fall eines konstanten elektrischen Feldes senkrecht zu den Platten wird ein vom Plattenabstand abhängiger Imaginärteil der Casimir-Energie gefunden.Note:
- Ph.D. Thesis (Advisor: Eberhard Wieczorek) •
- original German title: Zur effektiven Wirkung in der QCD und zu Strahlungskorrekturen zum Casimir-Effekt in der QED
- thesis
References(52)
Figures(0)