Beweis der Lorentz-Invarianz des Lorentz-invarianten Phasenraumelements

Ich habe mich nach einer zufriedenstellenden Antwort umgesehen, um das zu beweisen

D 3 P 2 E P

Wo E P = + ( | P | C ) 2 + ( M C 2 ) 2 , ist Lorentz-invariant. Die Standardantwort scheint zu sein, dass das obige Maß gleich ist

D 4 P δ ( P 2 M 2 ) θ ( P 0 )

Wo P 2 = P 0 2 | P | 2 , Und θ ( X ) ist die Stufenfunktion. Ich verstehe, dass diese beiden äquivalent sind, aber ich verstehe nicht, warum das zweite Lorentz-invariant sein muss, insbesondere warum das Dirac-Delta Lorentz-invariant sein muss. Ich habe ein Dokument gefunden (Abschnitt 2.1), das das beweist δ ( 4 ) ( P P ' ) ist Lorentz-invariant, aber ich kann hier keine Möglichkeit finden, ihre Methode erfolgreich zu erweitern. Tatsächlich sagt mir alles, was ich zu bekommen scheine, dass das Obige nicht Lorentz-invariant ist und dass es sich tatsächlich umwandeln sollte

D 3 P ' 2 γ E P '

was Sinn macht aus D 4 P als Lorentz invaraint und D P 0 Transformation proportional zu γ , aber es ist nicht das, was alle anderen sagen. Was ist hier das Problem?


Ein alternativer Weg, um den Faktor von zu "ableiten". 1 / γ :

δ ( P 2 M 2 ) θ ( P 0 ) = 1 E P δ ( P 0 E P )

Nun, als D P 0 verwandelt sich in γ D P 0 , Die δ ( P 0 E P ) umwandeln soll γ 1 δ ( P 0 E P ) , wie mit einem analogen Argument zu dem im Dokument gezeigten gezeigt werden kann . Der E P verwandelt sich auch in γ ( E P v P X ) für ein X -Boost, aber das scheint es nicht zu lösen.

Nun, das Argument dieses Dirac-Deltas ist ziemlich offensichtlich selbst Lorentz-invariant, nicht wahr?
Ja, aber das reicht nicht aus, um zu zeigen, dass es Lorentz-invariant ist. Die Art und Weise, wie sich Distributionen transformieren, ist hier definiert: mathworld.wolfram.com/GeneralizedFunction.html Aber einfacher sollten Sie es analog zu dem Dokument zeigen, das ich verlinkt habe.
Bei einer linearen Transformation reduziert sich das Transformationsgesetz jedoch auf einen Faktor des Betrags der Determinante. In einer Dimension: δ ( A X ) = | A | 1 δ ( X ) , die Verallgemeinerung ist natürlich A det A . Die Determinante einer Lorentz-Transformation ist ± 1 .
Mögliche Duplikate: physical.stackexchange.com/q/83260/2451 und Links darin.

Antworten (2)

Ich bin in Peskins Einführung in die Quantenfeldtheorie auf eine Antwort gestoßen, in der er untersucht, wie die 3-Impuls-Delta-Funktion invariant gemacht werden kann, die Sie zufrieden stellen könnte. Schauen Sie sich einen Schub in der an P 3 Richtung damit P 3 ' = γ ( P 3 + β E ) , E ' = γ ( E + β P 3 ) .

δ 3 ( P Q ) = δ 3 ( P ' Q ' ) D P 3 ' D P 3
= δ 3 ( P ' Q ' ) γ ( 1 + β D E D P 3 ) = δ 3 ( P ' Q ' ) γ E ( E + β E D E D P 3 )
= δ 3 ( P ' Q ' ) γ E ( E + β P 3 ) = δ 3 ( P ' Q ' ) E ' E .

Also für eine 3-Impuls-Delta-Funktion die Menge E δ 3 ( P Q ) Lorentz-invariant ist. Kombiniert mit der Tatsache, dass δ 4 ( P Q ) invariant ist, schließen wir 1 E δ ( P 0 Q 0 ) ist unveränderlich.

Danke, ich denke das löst es! Ich werde es mir morgen genauer ansehen und Ihnen dann die akzeptierte Antwort geben.
Übrigens, fürs Protokoll: Die Ableitungen, die Sie zeigen, sollten partielle Ableitungen sein. Das hat tatsächlich dazu geführt, dass ich das falsche Ergebnis erhalten habe.
Wie erhalten wir in der ersten Gleichung die RHS von der LHS? δ 3 ( P Q ) ?

Jede Lorentz-Transformation wird verlassen P 2 unverändert, daher die Masse des Dirac δ wird bei bleiben M 2 . Beachten Sie, dass man aus physikalischen Gründen meist nur die mit der Identität zusammenhängende Komponente der (vollständigen) Lorentzgruppe betrachtet. Jede Transformation in dieser eigentlichen Untergruppe hinterlässt das Zeichen von P 0 (was durch die Spektralbedingung als streng positiv angenommen wird) invariant, daher ist die Heaviside-Funktion auch relativistisch invariant.