Frage zu Eichtransformationen eines nichtlinearen Sigma-Modells

Betrachten Sie eine Reihe von Skalarfeldern ϕ ich ( ich = 1 , 2 , , N ), die wir nun mit einem Satz von Eichvektorfeldern koppeln würden A μ A Wo A = 1 , 2 , schwach ( G ) ( G ist im Allgemeinen eine nicht-Abelsche Eichgruppe). Die (minimale Kopplungs-)Vorschrift dazu ist der übliche Ersatz der Standardableitung durch die Eich-kovariante Ableitung:

μ ϕ ich D μ ϕ ich μ ϕ ich A μ A K A ich

Wo K A ich sind Killing-Vektoren, die die Killing-Bedingung erfüllen L K A G ich J = 0 und die Algebra L K A K B = [ K A , K B ] = F A B C K C (Hier F A B C sind die Strukturkonstanten der Lie-Algebra von G , Und K A = Δ K A ich ich ).

Eine infinitesimale Eichtransformation ist gegeben durch

δ ϕ ich = Λ A K A ich
δ A μ A = μ Λ A + F A B C A μ B Λ C

Die Parameter Λ A sind beliebige Funktionen der Raumzeit. Das ist alles aus dem Buch von Cecotti mit dem Titel "Supersymmetric Field Theories". Für einen Auszug klicken Sie hier .

Nun stellt der Autor fest

δ D μ ϕ ich = Λ A ( J K A ich ) D μ ϕ J + A μ B Λ C [ K B J J K C ich K C ich J K B ich ] F B C A A μ B Λ C K A ich = Λ A ( J K A ich ) D μ ϕ J (#)

Ich verstehe nicht, wie diese Gleichung (die erste Gleichheit) zustande gekommen ist.

Wenn die Raumzeit mit bezeichnet wird Σ und mit Koordinaten beschriftet X μ , und Zielbereich (der Bereich, in dem ϕ ich 's live) ist mit gekennzeichnet M (also der index ich Etikettenkoordinaten von M , dh die Felder ϕ ich ), dann verstehe ich das δ ϕ ich = Λ A K A ich ist ein Diffeomorphismus im Zielraum, und ich würde erwarten

δ K A ich ( ϕ ) = ? Λ B B K J J K A ich J ( Λ B K B ich ) K A J = Λ B ( F B A C K C ich ) ( J Λ B ) K B ich K A J

wo wir hinfahren können J Λ B = 0 Weil Λ B (als Parameter mit Lie-Algebra-Wert) ist keine Funktion von ϕ ich 'S.

In dem Buch von Cecotti, dem Transformationsgesetz für K A ich ist nicht gegeben. Allerdings wird in einem Buch von Tomás Ortín mit dem Titel „Gravity and Strings“ (für einen Auszug hier klicken ) das Transformationsgesetz für K A ich ist (siehe Anhang J, Gleichung J.8, wenn Sie auf das Buch verweisen möchten)

δ K A ich = Λ B K B J J K A ich

das ist nur der erste Term (der „Transportterm“) von dem, was ich oben geschrieben habe.

Meine erste Frage ist : Warum gilt das Umwandlungsgesetz nicht für K A ich eine Ableitung des Transformationsparameters enthalten, da der Transformationsparameter lokal (im Zielraum) ist K A ich hängt im Allgemeinen von den Feldern ab ϕ 1 , , ϕ N ?

Meine zweite Frage bezieht sich auf die tatsächliche Ableitung der Gleichung (#): Ich habe die naive Sache des Schreibens gemacht

δ D μ ϕ ich = δ ( μ ϕ ich A μ A K A ich )

und dann die nehmen δ in unter Verwendung der Transformationsgesetze von ϕ ich , A μ A Und K A ich . Ich hatte erwartet, (#) zu bekommen, aber ich bekomme nicht einmal den ersten Term auf diese Weise. Was mache ich falsch?

Antworten (1)

Der Schlüssel ist, sich die Transformation von anzusehen μ ϕ ich Erste:

δ ( μ ϕ ich ) = ( μ Λ A ) K A ich + Λ A ( μ K A ich ) = ( μ Λ A ) K A ich + Λ A ( J K A ich ) ( μ ϕ J )

wobei wir beim Übergang von der ersten Gleichheit zur zweiten die Tatsache ausgenutzt haben, dass ϕ ich : Σ M ist eine Karte von X μ Zu ϕ ich damit man schreiben kann

μ K A ich ( ϕ ) = ϕ J X μ J K A ich

da dies genau wie eine "Koordinaten" -Transformation ist und dies nur die Kettenregel ist, um Raumzeitableitungen in Bezug auf Zielraumableitungen zu schreiben.

Der erste Begriff in δ ( μ ϕ ich ) hat ein μ Λ A was seit dem Gauge-Parameter im Allgemeinen nicht verschwindet Λ A ist lokal (also eine Funktion von X μ ). Aber wenn dieser Term nicht vorhanden wäre, hätte man die erwartete Transformation eines Zielraumvektors (da dies nur ein Zielraumdiffeomorphismus ist). Wir wollen also eine kovariante Ableitung D μ ϕ ich mit der Eigenschaft, dass

δ ( D μ ϕ ich ) = Λ A ( J K A ich ) D μ ϕ J

Jetzt können wir dies entweder akzeptieren (als Definition dafür, wie sich eine kovariante Ableitung transformieren muss), um das Transformationsgesetz herauszufinden K A ich Muss gehorchen. ODER wir können das notieren K A ich hat einen Zielraumvektorindex ich also muss er sich als Zielraumvektor unter einem Zielraumdiffeomorphismus transformieren, dh als

δ K A ich = Λ B K B J J K A ich

was die Form der Ableitung des Parameters multipliziert mit dem Vektor hat. Beachten Sie, dass der Vektorindex in dieser Einstellung ist J .

Beachten Sie, dass man im Umwandlungsgesetz nur den Transportbegriff für sich hat K A ich . Nun könnte man sich fragen, ob dies angesichts eines Vektors der Fall ist v ich , da die Lie-Ableitung von v ich entlang eines anderen Feldes ξ J Ist
L ξ v ich = ξ J J v ich ( J ξ ich ) v J
warum bekommt man nicht auch den zweiten Term, der die Form einer Ableitung hat J ( Λ B K B ich ) K A J . Ich verstehe das noch nicht ganz.