Behandeln der Spinoren als Grassmann-Zahlen oder als C-Zahlen-Objekte

In der Literatur zur Supersymmetrie wird häufig folgende Spinorsummationskonvention verwendet ( z . B. Wess & Baggers Buch Supersymmetry and Supergravity )

ψ χ = ψ a χ a = ψ a χ a = χ a ψ a = χ ψ
wobei die Spinoren als Grassmann-Zahlen behandelt werden und miteinander antikommutieren. In einigen Artikeln wie arXiv:hep-th/0312171 wird die Winkelklammer Spinor jedoch definiert als
λ 1 λ 2 = λ 1 a λ 2 a = ε a β λ 1 a λ 2 β = ε β a λ 2 β λ 1 a = λ 2 β λ 1 β = λ 2 λ 1
Hier werden die Spinoren als c-Zahl-Objekte behandelt und pendeln miteinander. Warum können wir so zwei unterschiedliche Konventionen verwenden? Sind sie widersprüchlich?

Die Spinoren in Wess & Bagger entsprechen fermionischen Feldern und haben daher Anti-Pendel-Komponenten. Die Spinoren in Wittens Arbeiten hingegen sind Teil des Twistor-Formalismus und kodieren den Impuls auf bequeme Weise. Sie stellen keine Felder dar und sind nicht fermionisch, daher pendeln ihre Komponenten immer noch.

Antworten (1)

Lorentz-Spinoren erscheinen als irreduzible Darstellungen der Gruppe SL(2,C). Elemente der Gruppe sind 2x2-Matrizen mit komplexen Einträgen und Einheitsdeterminante. Ein Lorentz-Spinor ist ein zweikomponentiger Vektor ψ A , χ A v 2 mit A = 1 , 2 . Der Levi-Civita-Tensor ϵ A B ist ein invarianter Tensor unter SL(2,C). Das heißt, wenn wir einen irrep ψ A von SL(2,C) können wir ihn mit dem Levi-Civita-Tensor umwandeln, und dies ergibt ein äquivalentes Irrep. Also die kovarianten Vektoren ψ A v ~ 2 gemacht als ψ A = ψ B ϵ B A sind äquivalent zu den kontravarianten Vektoren ψ A ; es spielt keine Rolle, ob wir verwenden ψ A oder ψ A weil beide Größen dasselbe physikalische Ding darstellen.

Die Situation ist die gleiche wie in der Minkowski-Raumzeit, wenn wir sie verwenden X μ oder X μ = η μ λ X λ . Kovariante und kontravariante Vektoren in der Minkowski-Raumzeit sind äquivalente Irreps der Lorentz-Gruppe Ö ( 1 , 3 ) weil die Metrik η μ λ ist ein invarianter Tensor.

Das einzige Problem bei der Verwendung des Levi-Civita-Tensors zur Senkung eines Spinorindex besteht darin, dass er antisymmetrisch ist, sodass es darauf ankommt, welcher Index summiert wird. Ich habe mich entschieden, die Spinor-Indizes als zu senken ψ A = ψ B ϵ B A Aus Gründen der Konsistenz muss ich mich daher an diese Konvention halten und darf nicht in Versuchung geraten, sie zu verwenden ψ A = ϵ A B ψ B .

Nachdem ich eine Herabsetzungskonvention gewählt habe, bin ich gezwungen, einen Spinor-Index mit zu erhöhen ψ A = ϵ A B ψ B denn dann sind beide Operationen konsistent.

ψ A = ψ B ϵ B A = ϵ B C ψ C ϵ B A = δ A C ψ C = ψ A

Jetzt können wir einen SL(2,C)-Skalar erstellen ψ A χ A = χ A ψ A . Die Reihenfolge der Vektoren spielt wegen der Komponenten keine Rolle ψ 1 , ψ 2 sind nur komplexe Zahlen. Das folgende Stück Index-Gymnastik stellt die Eigenschaft in der zweiten Gleichung in Solitons Frage wieder her.

ψ A χ A = ψ B ϵ B A χ A = ψ B χ A ϵ A B = ψ A χ A

Bisher war alles klassisch. Wenn wir zur Quantentheorie übergehen, werden die Spinoren zu Operatoren befördert ψ A ψ ^ A . Diese Operatoren stellen Fermionen dar: Als Operatoren müssen sie in diesem Fall Antikommutierungsbeziehungen befolgen [ ψ ^ A , χ ^ B ] + = 0 . Wiederholen Sie also die letzte Berechnung mit Operatoren,

ψ ^ A χ ^ A = ψ ^ B ϵ B A χ ^ A = ψ ^ B χ ^ A ϵ A B = ψ ^ A χ ^ A = + χ ^ A ψ ^ A
stellt die erste Gleichung in Solitons Frage wieder her.

Ich muss zugeben, dass ich Supersymmetrie noch nicht studiert habe, aber ich denke, dass dies auf der Grundlage allgemeiner Prinzipien geschehen muss.

Wenn ich nur die Darstellungen studiere S L ( 2 , C ) , ohne irgendeine Quantentheorie einzubeziehen, muss ich noch verlangen ψ Anti-Pendeln sein?
Fermionische Größen sind selbst vor der Quantisierung Grassmann-ungerade; siehe zum Beispiel Siegels Buch. Die Frage des OP ergibt sich aus der Verwechslung zwischen Spinor-Helizitätsvariablen (Grassmann-gerade Spinoren) und den "üblichen" Grassmann-ungerade Spinoren.