В КТП «трюк» Штюкельберга часто используется, чтобы показать, как можно написать полностью калибровочно-инвариантный лагранжиан из лагранжиана, который им не является. Например, если у нас есть
,
калибровочная инвариантность становится очевидной, когда мы переписываем массивный калибровочный бозон в терминах нового векторного поля и скалярного поля : . Тогда лагранжиан инвариантен относительно а также .
Мой вопрос таков: как правило, мы никогда не видим членов, присутствующих в приведенном выше лагранжиане, таких как . Более того, кажется, что мы всегда можем продолжать добавлять такие термины, как , что явно кажется проблемой. Если мы рассматриваем теорию Штюкельберга как теорию, в которой бозоны Хиггса были проинтегрированы, и мы остались только с безмассовыми бозонами Голдстоуна , такие термины, как должно стать очень актуальным при высоких энергиях с помощью размерного анализа. Я хотел бы получить некоторые пояснения, почему они никогда не присутствуют в лагранжиане.
Причина в том, что лагранжиан Штюкельберга записан для массивного фотона , векторного бозона калибровочная группа. Поскольку фотоны не взаимодействуют друг с другом, условия взаимодействия (т.е. или выше) отсутствуют.
Идея состоит в том, что перенормируемость может быть восстановлена в теории с нарушенной калибровочной инвариантностью. Формализм Штюкельберга служит инструментом для инвариантности калибровки Прока-Лагранжа путем введения дополнительного скалярного поля. При расчете ряда возмущений его массу отправляют в бесконечность, чтобы это поле не влияло на физические результаты.
Аналогичный термин появляется, например, в скалярной электродинамике (электродинамике Клейна-Гордона-Максвелла) следующим образом. Как заметил Шредингер (см. ссылку в моей статье в Int'l J. of Quantum Information - http://akhmeteli.org/akh-prepr-ws-ijqi2.pdf ), поле скалярной материи в скалярной электродинамике можно сделать действительным калибровочным преобразованием. Результирующие уравнения движения могут быть получены из лагранжиана, содержащего член, аналогичный обсуждаемому вами члену (см. уравнение 14 и ссылку в моей вышеупомянутой статье).
Нихил Ананд
Фредерик Брюннер
DJBunk