奇异点展开求解Feynman积分微分方程的策略

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"通过奇异点附近的展开来求解Feynman积分的微分方程" 在粒子物理和量子场论中,Feynman积分是计算复杂物理过程的关键工具。这些积分通常涉及到高维度和非平凡的数学结构,使得直接求解变得极具挑战性。本文提出了一种新的策略,专注于通过奇异点附近的幂级数展开来解决与Feynman积分相关的微分方程,从而能够获取主积分的高精度结果。 Feynman积分涉及多尺度问题,当积分依赖于一个或多个变量时,其复杂性显著增加。在这个特定的研究中,研究者关注的是具有两个尺度的Feynman积分,即那些非平凡地取决于一个变量的积分。这种情况下的积分通常伴随着微分方程,但这些方程可能无法简化到规范形式。在这种情况下,传统的求解方法可能会遇到困难。 为了应对这一挑战,作者开发了一种算法,专门针对微分方程无法达到规范形式的情形。他们利用幂级数展开的方法,即在奇异点附近对微分方程进行展开,然后逐步求解每一项,从而得到主积分的精确表达。这种方法能够有效地处理积分的复杂性和奇异性。 为了证明这种方法的有效性,研究团队提供了一个计算机代码示例,该代码应用于一个具体的四环广义日落积分问题。这个例子包含三个非零质量和两个零质量的粒子,它展示了如何应用所提出的算法。该代码可以在指定的扩展阶数和正则化参数下,为实轴上的任意点计算出所需的轴精度的主积分值。 此外,这篇研究发表在JHEP(Journal of High Energy Physics)上,是一篇开放访问的文章,意味着任何感兴趣的人都可以免费阅读和使用其中的方法。文章的接收日期为2017年11月26日,经过修订和接受后,最终于2018年3月5日发表。作者包括Roman N. Lee、Alexander V. Smirnov和Vladimir A. Smirnov,他们分别来自俄罗斯的布德克尔核物理研究所、莫斯科国立大学计算研究中心和斯克利贝尔茨基核物理研究所。 这项工作为处理复杂的Feynman积分问题提供了新的视角,通过奇异点附近的幂级数展开策略,使得高精度计算成为可能,对于理论物理和粒子物理学的研究具有重要意义。