Warum sind die auf offenen Mengen definierten Quantenobservablen eine Prägarbe und keine Garbe?

In der lokalen Quantenfeldtheorie oder AQFT kann man über jede offene Menge mathematisch beschreiben U einer Raumzeit M die Quantenzustände oder Observablen der Theorie. Diese Struktur wird üblicherweise als Vorgarbe oder Kopregarbe bezeichnet.

Warum sind die Zustände (oder Observablen) über den offenen Mengen keine Garben -Struktur?

Diese Frage wird durch folgende Überlegungen motiviert:

Das Netz lokaler Observablen , das grob als Kopregarbe von (C-Stern-Algebren) auf Stücken der Raumzeit beschrieben werden kann, so dass Algebren, EIN ( U ) , die kausal getrennten Regionen zugeordnet sind, pendeln innerhalb der Algebra, die jeder gemeinsamen Nachbarschaft zugeordnet sind.

Bis zu diesem Punkt haben wir per Definition eine Kopregarbe.

Um eine Garbe zu haben, müssen wir die folgenden zwei Bedingungen überprüfen:

  1. (Ort) Wenn ( U ich ) ist eine offene Überdeckung einer offenen Menge U , und wenn s , t EIN ( U ) sind solche s | U ich = t | U ich für jeden Satz U ich der Abdeckung, dann s = t

  2. (Kleben) Wenn ( U ich ) ist eine offene Überdeckung einer offenen Menge U , und wenn für jeden ich ein Abschnitt s ich EIN ( U ich ) ist so gegeben, dass für jedes Paar U ich , U j der Abdeckung legt die Beschränkungen fest s ich und s j vereinbaren Sie die Überschneidungen: s ich | U ich U j = s j | U ich U j , dann gibt es einen Abschnitt s EIN ( U ) so dass s | U ich = s ich für jeden ich .

Die Klebebedingung garantiert das Vorhandensein eines Abschnitts s was die Lokalitätsbedingung zeigt, dass es einzigartig ist.

Offensichtlich versagen im Allgemeinen eine dieser Bedingungen oder beide.

Mich würde ein physikalisches Bild interessieren, warum die Garbenbedingungen nicht erfüllt sind.

Für mich besagt die Lokalitätsbedingung intuitiv, dass, wenn die Observablen in jeder Region zusammenfallen, die eine offene Abdeckung bilden, die Observablen (und die qft) in der offenen Abdeckung gleich sind. Die Klebebedingung legt andererseits fest, dass man die Theorie konstruieren kann, indem man nur lokale Teile der Theorie klebt. Gibt es dann eine nicht-lokale Einschränkung, die uns vielleicht daran hindert, die Theorie nur aus lokalen Stücken zu konstruieren?

Sind diese Intuitionen richtig?

Warum denkst du, dass sie eine Garbe sein sollten ? Ich meine, die Definition der Aufgabe EIN ist nur das einer Vorgarbe, woher soll die Garbenstruktur kommen?
@ACuriousMind: Eine Vorgarbe ist entweder eine Garbe oder keine Garbe; es ist keine zusätzliche Struktur erforderlich. Daher scheint mir eine gute Antwort auf diese Frage eine zu sein, die ein Beispiel für eine in LQFT vorkommende Prägarbe gibt, die keine Garbe ist, zusammen mit einem (möglicherweise recht einfachen) Beweis, dass sie eines der Garbenaxiome verletzt. Es tut mir leid, dass ich nicht genug über LQFT weiß, um dieses Beispiel zu geben.
Sie können eine Prägarbe scheren, und Sie brauchen die zusätzlichen Axiome wahrscheinlich nicht wirklich. Warum also mehr fragen, wenn es nicht nötig ist?
@yuggib: Wenn man mit einer Vorgarbe konfrontiert wird, sollte man sabbern (wie Pavlovs Hund): "Ist das eine Garbe?" (und wenn nicht, "warum nicht?"). Dies ist nicht „nach mehr verlangen“; Es wird nur das Verständnis überprüft.
@ WillO Ich stimme nicht zu ... Aus einer Vorgarbe können Sie eine Garbe machen. Darüber hinaus interessieren Sie sich möglicherweise nicht für die Garbenaxiome. Wieso sich die Mühe machen? Welche zusätzliche Einsicht/Ergebnis gibt Ihnen, um zu wissen, dass es sich um eine Garbe handelt? Wenn es keine zusätzlichen Informationen gibt, ist es einfach nicht sinnvoll, "Zeit zu verlieren", um zu überprüfen ...
@yuggib: Meiner Erfahrung nach, wenn Sie eine Vorgarbe konfrontieren und nicht sicher sind, ob es sich um eine Garbe handelt, dann verstehen Sie Ihre Vorgarbe auf einer sehr grundlegenden Ebene nicht, und das wird Sie früher oder später beißen. Zu fragen, ob es sich um eine Garbe handelt, ist ein guter (ich würde sagen unverzichtbarer) Test, ob Sie die Definition Ihrer Prägarbe wirklich verstehen.
@yuggib Danke für deinen Kommentar. Ich bin mir dessen bewusst. Ich hätte jedoch gerne ein physisches Bild davon, was die Sheafication tut. Ich verstehe von hier aus, dass wir die Abschnitte irgendwie entweder hinzufügen oder löschen. Aber im Moment kann ich nicht begreifen, was das in Bezug auf die Beobachtungsgrößen oder Zustände der Theorie bedeutet.
Vielleicht könnten Sie ein wenig über das Kleben schreiben und wie es mit dem Heisenberg-Prinzip und der Nichtkommutativität von Observablen kompatibel sein könnte oder nicht.

Antworten (1)

Da Sie ncatlab erwähnen, würde ich wetten, dass Sie das alles bereits überarbeitet haben ... Wenn Sie im Netz nach alten Diskussionen und Artikeln suchen, scheint es, dass die offene Frage die Definition offener Mengen jenseits von 1 + 1-Dimensionen war. Natürlich hat (1+1) viele Feinheiten, ich erinnere mich, dass Borcherds -mit 'd'- sie sehr gut ausgenutzt hat.

Das Netz offener Mengen muss mit den „kausalen Rauten“ von Haag et al. übereinstimmen. Dies wird insbesondere in diesem Thread https://golem.ph.utexas.edu/~distler/blog/archives/000987.html diskutiert, wo Urs das zu Ende erzählt

Zusammenfassend: Mir ist nicht klar, ob die Antwort auf „Sollen Haag-Kastler-Netze genommen werden, um die Co-Garben-Bedingung zu erfüllen?“ ist wirklich „Nein“.

Später in https://golem.ph.utexas.edu/category/2008/11/local_nets_and_cosheaves.html zeigt jemand auf das Papier Allgemein kovariante Quantenfeldtheorie und Skalierungsgrenzen . Komm. Mathematik. Phys. 108 (1987), Nr. 1, 91--115. http://projecteuclid.org/euclid.cmp/1104116359 , um zu versuchen, für eine Klebeeigenschaft zu verwenden. Zusammenfassung dieses Papiers erwähnt Urs als

b) Es scheint, dass für A das Netz der Borchers-Algebren, A eine Co-Garbe ist

aber die Antwort ist immer noch nicht schlüssig