Есть ли хорошая идея, откуда берутся неабелевы калибровочные симметрии?

Я думаю, история, где абелева, т.е. U ( 1 ) , калибровочная симметрия получается довольно просто:

Мы описываем безмассовые частицы со спином 1, которые имеют только две физические степени свободы, с полем со спином 1, которое представлено четырехвектором. Этот четырехвектор имеет 4 элемента и, следовательно, слишком много степеней свободы. Описание частицы со спином 1 в терминах четырехвекторного поля обязательно избыточно, и мы называем эту избыточность «калибровочной симметрией». Иными словами: частицы — это представления малых групп группы Пуанкаре, а поля — представления полной группы Пуанкаре. Это и приводит к избыточности манометра. Однако, насколько я знаю, эта история работает только для знакомых U ( 1 ) симметрия.

( Эта точка зрения подчеркивается, например, в книге Weinbergs QFT, том 1, раздел 5.9. Кто-то, кто в настоящее время любит подчеркивать эту точку зрения, это Аркани-Хамед, например, в разделе 2 его последней статьи: https:// arxiv .org/abs/1709.04891 или здесь https://arxiv.org/abs/1612.02797 , Я действительно спросил его месяц назад, знает ли он какую-либо идею для аналогичного объяснения неабелевых калибровочных избыточностей, но, к сожалению, у него не было хороший ответ )

Есть ли аналогичная идея, откуда берутся неабелевы калибровочные симметрии?

Большая разница, я думаю, заключается в том, что неабелевы калибровочные симметрии также в некотором смысле помогают нам объяснить спектр частиц. Например, у нас есть дублеты и тройки элементарных частиц и это реальное физическое следствие и не может рассматриваться как случайность, потому что мы используем "неправильные" объекты для описания элементарных частиц.

Я задавался одним и тем же вопросом в течение многих лет, и на сегодняшний день я не нашел ни одного убедительного ответа. Если вы когда-нибудь это сделаете, пожалуйста, дайте мне знать. Мотивация Вайнберга U ( 1 ) совершенно ясно, но в томе II он не предлагает хорошей мотивации для неабелева случая. Тот факт, что у него не было хорошего ответа и на ваш вопрос, заставляет меня думать, что хорошего ответа вообще нет, кроме прагматического: на сегодняшний день рецепт неабелевых теорий является единственным известным методом построения непротиворечивой теории. . Любая другая попытка не удалась. Ну что ж, немного разочаровывает, не так ли?
Буквально на днях я думал о возможности крупномасштабных пространственно-временных симметрий как источника такой инвариантности. Например, замкнутая циклическая вселенная FLRW имеет С 3 Икс С 1 топология, эквивалентная (согласно теореме Питера Вейля) С U ( 2 ) Икс U ( 1 ) симметрии, и все поля на указанном многообразии тогда могут быть представлены гармоническими разложениями в терминах унитарных представлений точно С U ( 2 ) Икс U ( 1 ) полей (что является обобщением преобразования Фурье.
Ой! вы также получите постоянное (в пространстве) скалярное поле, поскольку Вселенная не имеет единичного диаметра (в любом случае, в наших единицах), и, таким образом, поля будут представлены как конформное преобразование вышеупомянутых унитарных.

Ответы (1)

Известно, что единственной физической деформацией абелевой калибровочной алгебры u(1) является калибровочная алгебра Ли компактной группы, поэтому глюоны и их симметрия являются необходимым способом, которым набор (электрических) незаряженных фотоноподобных поля могут взаимодействовать/самосоединяться.

Биздадеа К., Чорояну Э.М., Миаутэ М.Т., Негру И. и Салиу С.О. (2001), Лагранжевы когомологические связи между векторными полями и материальными полями. Анна. Phys., 10: 921–933. doi:10.1002/1521-3889(200111)10:11/12<921::AID-ANDP921>3.0.CO;2-I

Не могли бы вы немного подробнее объяснить, что вы подразумеваете под «физической деформацией» в данном контексте?
«Физический» происходит из соблюдения некоторых основных правил лагранжевой теории поля (гамильтониан, ограниченный снизу, действительный относительно инволюции в «целевом» пространстве для полей, число пространственно-временных производных = 2, четность Грассмана = 0). «Деформация» возникает из-за того, что решение основного уравнения (Цинна — Джастина) ищут методом возмущений, т. е. путем разложения в ряд по константе связи.