U(1)×U(1)U(1)×U(1)U(1){\times}U(1) lokale Eichinvarianzableitung

In QED und dem grundlegenden Higgs-Mechanismus gibt es eine lokale Eichtransformation, wo ein Skalarfeld ist ϕ wird transformiert als:

e ich θ η ( X ) ϕ

Die partielle Ableitung davon macht das Obige jedoch nicht invariant, und so wird eine kovariante Ableitung auf diese Weise eingeführt:

D μ e ich θ η ( X ) ϕ = ( μ ich θ A μ ) e ich θ η ( X ) ϕ

Die Ableitung bleibt also invariant. Was aber, wenn das Skalarfeld durch ZWEI U(1)-Symmetrien wie folgt transformiert wird:

e ich λ 1 η 1 ( X ) e ich λ 2 η 2 ( X ) ϕ

Dies mag eine seltsame Symmetrietransformation sein, aber ich frage mich, wie man die Ableitung dieser Invariante so machen würde:

e ich λ 1 η 1 ( X ) e ich λ 2 η 2 ( X ) D μ ϕ

Denn die Ableitung besteht nun aus drei verschiedenen Funktionen, die sich durch die Produktregel wie folgt unterscheiden:

F ' ( X ) G ( X ) H ( X ) + G ' ( X ) F ( X ) H ( X ) + H ' ( X ) F ( X ) G ( X )

Die Ableitung der Funktion wäre also:

ich λ 1 η 1 ' ( X ) e ich λ 1 η 1 ( X ) e ich λ 2 η 2 ( X ) ϕ + ich λ 2 η 2 ' ( X ) e ich λ 2 η 2 ( X ) e ich λ 1 η 1 ( X ) ϕ + ( μ ϕ ) e ich λ 1 η 1 ( X ) e ich λ 2 η 2 ( X )

Wie würde also die lokale Eichinvarianzableitung in dieser Situation angewendet? Würde ein weiteres Spurweitenfeld eingeführt werden wie z B μ zusammen mit A μ ?

Antworten (1)

Ja, man müsste ein weiteres Eichfeld einführen. Zum Beispiel gibt es im Standardmodell Eichinvarianz unter S U ( 3 ) × S U ( 2 ) × U ( 1 ) , und so gibt es drei Eichfelder: die Gluonen, die W ± , Z schwache Eichbosonen und das Photon.

Im Allgemeinen ist es einfacher, wie folgt zu argumentieren: wenn Sie Eichinvarianz unter einer Lie-Gruppe haben G , enthält die kovariante Ableitung eine 1-Form, die Werte in der Lie-Algebra annimmt G von G . Da die Lie-Algebra von G × H Ist G H , 1-Form, die Werte in dieser Lie-Algebra annimmt, kann in eine 1-Form, die Werte annimmt, zerlegt werden G und eine 1-Form, die Werte aufnimmt H . In Ihrem Fall wäre dies Ihre A μ Und B μ .