Я пытался узнать, как выразить уравнение Дирака в искривленном пространстве-времени , и, просматривая различные ресурсы, я обнаружил, что концепции спинорного пучка и спиновой связи продолжают всплывать. Я продолжаю путаться в формализме, который пытается описать спин. Я знаком с понятиями векторных расслоений и связей на векторных расслоениях и хотел бы понять, как эти понятия связаны со спином. Чтобы сделать этот вопрос немного менее открытым, я объясню свою интуицию в отношении векторных расслоений и их связи, объясню, почему я запутался в спиновой связи и спинорном расслоении, и задам более острые вопросы в конце.
Векторные расслоения: задано многообразие мы хотели бы присоединить k-мерное векторное пространство к каждой точке таким образом, чтобы локально на многообразии векторные пространства выглядели как пространство произведения . Априори эти векторные пространства на самом деле не взаимодействуют друг с другом в том смысле, что не существует четко определенного способа сложения и вычитания векторов, лежащих в разных векторных пространствах, то есть векторных пространствах, прикрепленных к разным точкам на многообразии. . Итак, мы вводим связность на расслоении, чтобы иметь возможность вычитать точки рядом друг с другом на многообразии. Это позволяет нам брать производные и определяет ковариантную производную , где матрицы являются символами Кристоффеля (или калибровочными полями и т. д.) в некоторой системе координат на многообразии и репере расслоения. В физической литературе поля часто вводятся как фиктивный фактор, предназначенный для наложения условия калибровочной ковариации на . Ковариация означает преобразование и соответствующий , что на языке расслоения соответствует изменению координат на расслоении.
Спиновая связь: Насколько я понимаю (из Wiki ), спиновая связь описывает обобщенные тензоры, построенные в терминах локальных ортонормированных систем отсчета. Во-первых, вы строите локальные поля фрейма, или виербейны, . Тогда вы относитесь к латыни индексы как новый тип тензорного объекта, в то время как вы обрабатываете греческие индексы как стандартные касательные векторы или ковекторы. Есть разные коэффициенты связи для латинских индексов, чем для коэффициентов Кристоффеля . вычисляются с условием, что ковариантная производная убивает виербейнов, т. е. что и что .
Spinor Bundle: это концепция, которая смущает меня больше всего. Как я понял, спин-группа двойная обложка соответствующих спинорам, поскольку вращение должно быть равно -1, как для спиноров, и вращение должно быть тождеством. Алгебра, которая входит в эту конструкцию, очень сбивает меня с толку, особенно потому, что у меня нет интуиции/мотивации, чтобы понять, откуда она взялась. Таким образом, я также не понимаю, как изображение пакета получается из этого
Итак, наконец, мои вопросы:
В целом, в идеале я хотел бы увидеть, как все эти разные концепции «связаны» (плохой каламбур, извините) в максимально интуитивном смысле. Любые соответствующие ресурсы или дополнительные комментарии приветствуются!
Некоторые комментарии:
Во-первых, позвольте мне в двух предложениях описать конструкцию спинорного расслоения. Учитывая гладкое ориентированное лоренцево многообразие , имеем касательное расслоение . У нас также есть основной пучок кадров, . Сейчас, это пакет, связанный с через естественное представление ортонормированных реперов как элементов . С имеет двойную крышку , мы предполагаем существование двойного расслоения , . Затем мы берем векторное пространство на котором есть представление , здесь вступает в действие алгебра Клиффорда. Наконец, спинорное расслоение . Таким образом, спинорное расслоение — это векторное расслоение, ассоциированное с двойным покрытием расслоения репера.
Спиновая связь действительно полностью зависит от метрики. Добавленная вами дополнительная структура — это спин-пакет (который не обязательно должен быть уникальным). Спиновая связность в некотором смысле является поднятием связности Леви-Чивиты из касательного расслоения.
Вильбайны в некотором смысле являются объектами смешанных векторно-фреймовых полей. Их можно рассматривать как представляющих двойственность сверху.
Волокна спинорного пучка являются элементами грубо говоря сверху. Они являются спинорами в смысле теории представлений. Связь соединяет их в том же смысле, что и любая связь Эресмана.
пользователь154420
Джо
Джек