Volumenelement d4k=dk0|k|2d|k|d(cosθ)dϕd4k=dk0|k|2d|k|d(cos⁡θ)dϕ\mathrm{d}^4k =\mathrm{d}k^0 \ ,|\mathbf{k}|^2\,\mathrm{d}|\mathbf{k}| \,\mathrm{d}(\cos\theta) \,\mathrm{d}\phi im Minkowski-Raum?

Angenommen, wir haben ein Integral

D 4 k   F ( k )
wir auswerten wollen und dass wir uns mit einigen Metriken im Minkowski-Raum befinden ( + , , , ) .

Ist es wahr dass:

D 4 k = D k 0   D 3 k = D k 0 | k | 2 D | k | D ( cos θ ) D ϕ

wie im gewöhnlichen Raum?

Wenn nicht, was sind die Unterschiede zwischen diesem und einem euklidischen Integral in (sagen wir) 4 Dimensionen?

Antworten (1)

Ja ist es.

Die Volumenform auf jeder (Pseudo-)Riemannschen Mannigfaltigkeit ( M , G ) von Dimension N , Wo G die Metrik ist, wird in lokalen Koordinaten angegeben ( X 1 , , X N )

| det ( G μ v ) | D X 1 D X N
Wo det ( G μ v ) ist die Determinante der Metrik in diesen Koordinaten. In kartesischen Koordinaten ist die Determinante der euklidischen Metrik + 1 warum die Determinante der Minkowski-Metrik ist 1 . Der Absolutwert im Quadratwurzelfaktor der Volumenform beseitigt jedoch den Vorzeichenunterschied, sodass die Volumenformen gleich sind.

NOTIZ. Die Notationskonvention in der Physik ist

D N X = D X 1 D X N
Siehe zum Beispiel Carrolls Spacetime and Geometry eq. 2,95. Die Antwort auf Ihre Frage lautet also aufgrund der Notationskonvention wirklich "Ja", aber dann stellt sich die Frage: "Warum sollte man verwenden D N X als Volumenform sowohl für den Minkowski-Raum als auch für den euklidischen Raum?", dessen Antwort oben gegeben wird.

@PlaneWaves Entschuldigung, die Antwort ist irgendwie abstrakt. Möglicherweise finden Sie es hilfreich, den Link zu lesen, den ich zum Begriff "Volumenform" hinzugefügt habe und der über Volumenformen auf Mannigfaltigkeiten spricht. Außerdem habe ich eine Notiz hinzugefügt, die die Dinge ein wenig aufklären könnte.