Физические следствия неабелевой нетривиальной голономии

Эффект Ааронова-Бома ( http://en.wikipedia.org/wiki/Aharonov%E2%80%93Bohm_effect#Significance ) может быть хорошо описан и объяснен в терминах голономии U ( 1 ) связь электромагнитного поля.

Физически происходит то, что после параллельного переноса по контуру волновая функция приобретает разность фаз, физически невидимую, но которая может привести к наблюдаемой интерференции.

Теперь «фаза» в U ( 1 ) калибровочную теорию можно обобщить двумя разными способами, если мы перейдем к неабелевым калибровочным теориям:

1) Может оставаться фазой, не приводящей к физическим различиям (кроме интерференции);

2) Это может стать более общим г преобразование, где г является калибровочной группой (например, С U ( 2 ) или С U ( 3 ) ), и, например, изменить цвет кварка после цикла.

Что предсказывает квантовая теория поля? Что произойдет, если мы установим сильный (или слабый) эквивалент эффекта Ааронова-Бома (несмотря на очевидные экспериментальные трудности)?

Если 1) верно: не означает ли это, что значимая (искривленная) часть голономии на самом деле абелева? Если 2) верно: не нарушит ли это (для кварков) закон сохранения цветового заряда?

Любая ссылка будет хороша, если она доходит до сути.

Ответы (2)

Эффект Ааронова-Бома для неабелевых калибровочных полей неуловим, даже определение потока и заряда сложнее, чем в абелевых случаях. И заряд, и поток могут быть неабелевыми. Поток определяется как класс сопряжения калибровочной группы G, а заряд — это (неприводимое) представление (подгруппы) калибровочной группы.

Однако (в 2D) обычная частица может нести как поток, так и заряд. Для данной калибровочной группы существует фиксированное число элементарных частиц, они классифицируются по так называемым секторам суперсечения.

Предположим, что заряженная частица C несет нетривиальный поток, который не коммутирует с другим потоком F, когда C движется вокруг F, и C, и F будут преобразованы групповым действием. По этой причине в этом случае не будет эффекта АВ (или интерференции), поскольку мы можем сказать, каким путем частица С попадет на экран, измерив ее поток (разные пути приводят к разным потокам). Нетривиальный эффект AB можно наблюдать только тогда, когда поток, переносимый C, коммутирует с F.

Для справки см. лекционные заметки Preskill о топологических квантовых вычислениях, они удобны для новичков (таких как я):

http://www.theory.caltech.edu/~preskill/ph219/topological.pdf

Для квантовых вычислений были предложены нетривиальные голономии, см. эту статью http://arxiv.org/abs/quant-ph/0007110 .

Основная идея такова: предположим, у вас есть система, подготовленная в основном состоянии гамильтониана ЧАС ( λ ) , где λ представляет собой набор параметров. Если вы медленно изменяете эти параметры, состояние эволюционирует, оставаясь в основном состоянии изменяющегося гамильтониана (теорема адиабаты). Выполняя цикл на пространстве параметров, система возвращается в исходное состояние, но на фазу, заданную динамическим вкладом и геометрическим вкладом (голономия). Поэтому вы можете управлять системой, контролируя некоторые классические параметры (магнитные поля и т.д.). Тогда нетривиальность голономии позволяет реализовать нетривиальные операции.

Небольшой комментарий к сообщению (v1): В будущем просьба ссылаться на страницы тезисов, а не на файлы в формате pdf, например, arxiv.org/abs/quant-ph/0007110.
@user3376924 Вау, это очень, очень интересно! Спасибо!