Есть ли связь между аксиальной симметрией U(1)U(1)U(1) и преобразованиями четности?

Некоторые книги, например Маджоре , пишут, что осевая U ( 1 ) преобразование является киральным преобразованием. Поле Дирака Ψ е ( 1 2 , 1 2 ) подвергается хиральному превращению следующим образом.

Ψ е я β γ 5 Ψ

В хиральном базисе мы можем написать Ψ ( ψ л ξ р ) где ψ л е ( 1 2 , 0 ) и ξ р е ( 0 , 1 2 ) . Затем,

ψ л е я β ψ л , ξ р е я β ξ р .

Маджоре определяет киральные поля как те, которые нарушают осевое U ( 1 ) симметрия.

В то время как такие книги, как Средненицкий , определяют киральные поля как поля, нарушающие четность. Преобразование четности делает следующее.

( ψ л ξ р ) ( ξ р ψ л )

Средненицкий рассуждает об осевом U ( 1 ) симметрии в другой главе как глобальной симметрии в непротиворечивых калибровочных теориях.

Итак, какое из определений хиральности верно? А если они эквивалентны, то как?

И P , и осевое вращение не оставляют ψ л , ξ р инвариант.
@CosmasZachos Да, это правда. Но так ли они необходимы и достаточны друг для друга:parity violation axial asymmetry? Другими словами, эквивалентны ли эти два определения?

Ответы (1)

Они оба явно верны. Любая путаница связана с излишеством обозначений. В вашем двумерном базисе Вейля, где игнорируются лишние спинорные индексы, осевое вращение — всего лишь

е я β о 3 "=" 1 1 потому что β я о 3 грех β ,
где, конечно, конечное вращение β "=" π / 2 сводится к приведенному выше сокращению до я о 3 "=" я 2 ( 1 1 + я о 2 ) о 1 ( 1 1 я о 2 ) , поэтому унитарно эквивалентен я о 1 .

Так же,

п "=" о 1
который имеет те же собственные значения, что и вращение π / 2 выше, и обеспечивает его матрицу сопряжения,
п е я β о 3 п "=" е я β о 3 ,
с о 1 о 3 о 1 "=" о 3 .

Итак, да, осевое вращение различает киральные собственные состояния, а четность меняет их местами. У вас не может быть инварианта осевого вращения, который не был бы инвариантом по четности; и, наоборот, для фермионов нельзя построить инвариант четности, нарушающий аксиальное U(1).

Мы говорим здесь о фермионах, но бесспиновые состояния с нечетной четностью, такие как псевдоскаляры (которые могут использоваться для нарушения четности в действии), могут быть связаны с бесспиновыми билинейными фермионами, которые соответствуют этой схеме осевого вращения: так что вы могли бы также рассмотреть две базы, соединенные ( 1 1 я о 2 ) / 2 эквивалент.