Что происходит с членом взаимодействия, когда электромагнитный лагранжиан преобразуется в гамильтониан?

В «Лекциях Дирака по квантовой механике» он записывает гамильтониан для свободного электромагнитного поля:

ЧАС "=" 1 4 Ф р с Ф р с + 1 2 π р π р А 0 π р , р д 3 Икс

(Обратите внимание, что Дирак использует Б для обозначения сопряженного импульса, поэтому я заменил его на π , что менее запутанно.)

Если вычислить первые два члена, можно восстановить известное выражение для плотности энергии поля, а именно 1 2 ( Е 2 + Б 2 ) . В конечном итоге будет видно, что третий член исчезнет, ​​как только закон Гаусса будет восстановлен.

Мой вопрос: если мы начали с полного лагранжиана, который включает член взаимодействия 1 с Дж мю А мю , то что же происходит с этим членом при выполнении преобразования Лежандра? Насколько я могу судить, этот член просто попадает в результат с измененным знаком, т.е.

ЧАС "=" ЧАС м + 1 4 Ф р с Ф р с + 1 2 π р π р + 1 с Дж мю А мю А 0 π р , р д 3 Икс

где ЧАС м обозначает гамильтониан только для частиц материи. Теперь кажется, что это дает неверное значение плотности энергии; последний срок отменит р ф срок в 1 с Дж мю А мю , но 1 с А Дж часть останется неотмененной. Это означает, что плотность гамильтониана будет отличаться на 1 с А Дж от плотности энергии

ты "=" ты м + 1 2 ( Е 2 + Б 2 )

Итак, какая часть этого анализа неверна?

(Извините, если я ошибся в единицах измерения, я не владею единицами cgs.)

Просто быть чистым: π р Чему канонически сопряжен импульс? А р ?

Ответы (1)

Результирующая плотность гамильтониана, зависящая от AJ, является правильным результатом, полученным в результате модификации лагранжиана, и является физически корректной. Лагранжиан содержит заданные источники J, которые воздействуют на ЭМ поле и могут дать ему энергию, поэтому неудивительно, что определение плотности энергии отражает их наличие.