Energieimpulstensor des EM-Feldes in symmetrischer Form geschrieben

Ich lese das Buch von A. Zee, Einstein Gravity in a Nutshell . In Aufgabe 7 von Kapitel IV.2 heißt es, dass der Energie-Impuls-Tensor des elektromagnetischen Feldes

T μ v = η λ σ F μ λ F v σ 1 4 η μ v F σ ρ F σ ρ
kann in symmetrischer Form unter Verwendung des dualen elektromagnetischen Tensors geschrieben werden, der als definiert ist F ~ μ v = 1 2 ϵ μ v λ σ F λ σ ,
T μ v = 1 2 η λ σ ( F μ λ F v σ + F ~ μ λ F ~ v σ ) .
In Problem 6 wird erwähnt, dass der Schlüssel die Identität ist
η λ σ ( F μ λ F v σ F ~ μ λ F ~ v σ ) = 1 2 η μ v F ρ τ F ρ τ
Ich stecke jedoch fest, wenn ich diese Identität beweise. Das erste Problem ist, dass ich a nicht trennen kann η μ v ab dem ersten Begriff auf der linken Seite. Das zweite Problem ist, dass der zweite Begriff so etwas wie haben wird ϵ μ λ a β ϵ   λ γ η v nach dem Einstecken des Ausdrucks des dualen Tensors, aber ich weiß nicht, wie ich ihn vereinfachen soll. Irgendwelche Hinweise zum Nachweis dieser Identität?

Was ist dein Ziel? Wenn Ihr Ziel einfach darin besteht, einen symmetrischen EM-Tensor für das EM-Feld abzuleiten, dann variieren Sie die EM-Aktion bezüglich der Metrik, z. B. wie in Carrolls Buch in Abschnitt 4.3.
Ich bin nur neugierig, wie die letzte Identität hergeleitet wird, da ich alle Probleme in Zees Buch durchgehe. Es ist eines der Probleme, also denke ich, dass es nicht zu kompliziert sein wird.

Antworten (2)

Sie können das Produkt von zwei ausdrücken ϵ verwendet Folgendes:

ϵ μ λ a β ϵ τ λ γ η = ϵ λ μ a β ϵ λ τ γ η = ϵ μ a β ϵ τ γ η
= δ τ μ ( δ γ a δ η β δ η a δ γ β ) δ γ μ ( δ τ a δ η β δ η a δ τ β ) + δ η μ ( δ τ a δ γ β δ γ a δ τ β )

Danke. Ich denke, dies kann sich um den zweiten Term kümmern, um das zu produzieren, was wir wollen, aber irgendwelche Vorschläge, was mit dem ersten Term zu tun ist? Die freien Indizes liegen auf zwei Fs, und ich denke, es ist entscheidend, sie auf die Metrik zu verschieben. Ich kann immer noch keinen Weg finden, dies zu tun.
Danke, es stellt sich heraus, solange der zweite Term vereinfacht wird, wird es einen Term geben, der den ersten Term aufhebt, und das Erinnerungsstück ist das, was wir wollen!

Der erste Schritt besteht darin, das zweite Problem zu lösen, nämlich das Produkt zu finden F ~ μ v F ~ μ v . Dazu müssen Sie das Produkt berechnen

(1) ϵ a β γ δ ϵ μ v ρ σ = ( 1 ) S δ μ v ρ σ a β γ δ ,
Wo S ist die Anzahl der negativen Eigenwerte der Metrik [ 1 ] und δ μ v ρ σ a β γ δ ist das verallgemeinerte Kronecker-Delta, das wir ausdrücken können als
(2) δ μ v ρ σ a β γ δ = δ σ δ δ μ v ρ a β γ δ σ γ δ μ v ρ a β δ + δ σ β δ μ v ρ a γ δ δ σ a δ μ v ρ β γ δ .
Eine allgemeine Studie zum Kronecker-Delta finden Sie in [ 2 ].

Einmal wissen (1) , können Sie das Produkt berechnen F ~ μ v F ~ μ v .

Das erste Problem kann durch ein Spiel mit steigenden und fallenden Indizes gelöst werden, solange Sie sich daran erinnern

(3) η μ ρ η μ ρ = δ μ μ = 4 1 4 η μ ρ η μ ρ = 1.

1 Sean Carrol, Raumzeit und Geometrie : Eine Einführung in die Allgemeine Relativitätstheorie .

2 David Lovelock und Hanna Rund, Tensor, Differentialformen und Variationsprinzipien , Abschnitt 4.2, Seite 109.

Danke. Ich löse dieses Problem nach Ihrem Vorschlag. Die beiden Identitäten, die Sie hier zeigen, sind entscheidend!