Noether-Gebühr für Lagrange mit Ableitungen höherer Ordnung

Ich versuche, die Noether-Ladung für die Symmetrie zu finden

X X + F ( X )

Diese Transformation sollte die Aktion invariant lassen, also

D S = S ( X + F ( X ) , ) S ( X ) = 0 = D T   L ( X + F ( X ) , X ˙ + F ˙ , , T ) L ( X , X ˙ , , T )

Verwenden F ( X + ϵ ) F ( X ) ϵ D F D X

D S = D T   L X F + L X ˙ F ˙ + L X ¨ F ¨ +
Den zweiten Term als totale Ableitung schreiben
D S = D T   L X F + D D T [ L X ˙ F ] F D D T ( L X ˙ ) + L X ¨ F ¨ + = L X ˙ F | 0 T + D T   L X F F D D T ( L X ˙ ) + L X ¨ F ¨ +
Für die Terme höherer Ordnung können wir dasselbe tun
L X ¨ F ¨ = D D T ( L X ¨ F ˙ ) F ˙ D D T ( L X ¨ ) = D D T ( L X ¨ F ˙ ) D D T ( F D D T ( L X ¨ ) ) + F D 2 D T 2 ( L D X ¨ )
Jetzt wird also das Integral
D S = N = 0 N L X ( N + 1 ) F ( N ) | 0 T + D T   F [ N = 0 N ( 1 ) N D N D T N ( L X ( N ) ) ] D D T ( F D D T ( L X ¨ ) ) + = 0

Wobei die Summe unter dem Integral die Euler-Lagrange-Gleichungen für die ungestörte Aktion darstellt. Ich erwarte irgendwie, dass die umrandeten Begriffe ebenfalls verschwinden und nur der erste Begriff übrig bleibt. Habe ich es richtig gemacht, welche Schritte übersehe ich?

Siehe auch: physical.stackexchange.com/q/123098/2451 und darin enthaltene Links.

Antworten (1)

In dieser Antwort listen wir nur das Ergebnis ohne Beweis auf. Für eine Aktion höherer Ordnung

(1) S [ Q ]   =   D T   L ( Q ( T ) , Q ˙ ( T ) , Q ¨ ( T ) , Q ( T ) , , T )

mit einer vertikalen infinitesimalen Quasisymmetrie

(2) δ Q ich   =   ε Y ich ( Q , Q ˙ , Q ¨ , Q , , T ) ,

die bloße Noether-Ladung ist

(3) Q   =   k 1 ( D D T ) k 1 ( Y ich M k ( M k ) ( D D T ) M k L Q ich ( M ) ) .

Um Formel (3) für einen Lagrangian zweiter Ordnung zu entpacken, siehe zB meine Phys.SE-Antwort hier .