Konservierter Strom in einem komplexen relativistischen Skalarfeld

Für meinen Feldtheorieunterricht habe ich die folgende Lagrange-Dichte

L = 1 2 η μ v μ ϕ v ϕ 1 2 M 2 ϕ ϕ

Wo η μ v ist der metrische Tensor (+--- Konvention) und * bezeichnet komplexe Konjugation. Die Lagrange-Funktion ist invariant unter ϕ e ich a ϕ und wenn wir so lassen a von infinitesimaler Größe sein, dann haben wir die folgende Erweiterung der Transformation ϕ ϕ + ich a ϕ . Aus dem Satz von Noether weiß ich, dass die erhaltenen Ströme für s parametrische Symmetrietransformationen gegeben sind durch

J N k = L ( k ϕ ICH ) ( Φ ICH , N M ϕ ICH X N M ) L X N k ,

Und N = 1 , . . . , S , für eine Verwandlung

X ich X ' ich = X ich + δ X ich , ich = 1 , . . . , D ,

ϕ ICH ( X ) ϕ ICH ' ( X ' ) = ϕ ICH ( X ) + δ ϕ ICH ( X ) .

Mit ϕ ICH die Felder in sein L . Wo X Und Φ werden auf folgende Weise gegeben

δ X ich = 1 N S X N ich δ ω N , δ ϕ ICH ( X ) = 1 N S Φ ICH , N δ ω N

Jetzt haben wir das in der obigen Lagrange-Dichte δ ω = ich a , X ich = 0 Und Φ = ϕ . Wenn ich jetzt versuche, den erhaltenen Strom zu berechnen, bleibe ich hier irgendwie hängen

J k = L ( k ϕ ) ϕ = 1 2 [ ( η μ v μ ϕ ) ( k ϕ ) v ϕ + μ ϕ ( η μ v v ϕ ) ( k ϕ ) ] ϕ

Was laut meinem Professor gleich sein sollte 1 2 ( k ϕ ϕ k ϕ ϕ ) . Ich habe keine Ahnung, wie er zu diesem Ergebnis von meinem oben kommt J k .

Antworten (1)

Unter der Annahme, dass keine Quantengravitation vorliegt, η μ v ist eine Konstante und kann aus der Ableitung gezogen werden und was übrig bleibt, sieht aus wie a δ μ k oder δ v k -Typ-Ausdruck (im Sinne eines Kronecker δ ), Ziehen der k in die μ oder v bzw.

Wenn Sie verwirrt sind, woher das Minuszeichen kommt, denke ich , dass der richtige Weg, darüber nachzudenken, darin besteht, über die Variable nachzudenken μ ϕ als formal unabhängig von μ ϕ . Das bedeutet, dass Sie Ableitungen hinzufügen müssen , damit der Satz von Noether glücklich ist. Sie haben also nur die Hälfte des Ausdrucks; wenn wir stattdessen beginnen mit:

δ L = L ϕ δ ϕ + L ϕ δ ϕ + η μ v ( L ( μ ϕ ) v δ ϕ + L ( μ ϕ ) v δ ϕ )

Unter Verwendung der Euler-Gleichungen sind die beiden linken Terme Ableitungen der Lagrange-Funktion, die sich zu einer Gesamtableitung kombinieren und einen Strom ergeben

δ L     L ( μ ϕ ) δ ϕ + L ( μ ϕ ) δ ϕ

und wenn Ihre Variation δ ϕ rein imaginär ist, dann bekommen wir a Zeichen zwischen diesen beiden Ausdrücken.

Ja, Sie haben Recht, ich habe sie in die Ableitung eingefügt, um leichter nachverfolgen zu können, welche Groß-/Tiefstellungen ersetzt werden. Ich habe die größten Probleme damit, den Begriff zu beweisen ( η μ v μ ϕ ) ( k ϕ ) v ϕ ϕ = k ϕ ϕ .
@Gehaktmolen Da Sie dieses spezifischere Problem haben, habe ich meine Antwort aktualisiert, um anzugeben, woher es meiner Meinung nach kommt. Ich kenne den genauen Formalismus Ihres Professors nicht, aber Sie sollten in der Lage sein, diese Techniken zu verwenden, um das Minuszeichen erscheinen zu lassen.
Ja, ich glaube, ich verstehe, was Sie meinen, in meinem Fall würde es bedeuten, sie als separate Felder zu behandeln, anstatt zu wählen Φ = ϕ ich habe das Φ 1 = ϕ Und Φ 2 = ϕ . Was mir geben würde J k = L ( k ϕ ) ϕ + L ( k ϕ ) ϕ . Ist das richtig?
Ich denke schon.