Функционал Вигнера для фермионных полей (КТП в фазовом пространстве)

В настоящее время я изучаю вигнеровскую функциональную формулировку квантовой теории поля, которая выводится из картины Шредингера: операторы, действующие на состояния пространства Фока, являются функциями полей, не зависящих от времени. ф ( Икс ) . В позиционном представлении каждое состояние | Ψ представляется функционалом полей Ψ [ ф ] "=" ф | Ψ , где | ф являются собственными состояниями операторов поля. Они реализованы как ядра ф ^ ( Икс ) дельта [ ф ¯ ф ] ф ( Икс ) , а их сопряженные импульсы как π ^ ( Икс ) дельта [ ф ¯ ф ] дельта дельта ф ( Икс ) . Имея это в виду, состояния рассчитываются из зависящего от времени уравнения Шрёдингера:

я т | Ψ ( т ) "=" ЧАС | Ψ ( т )

Для фазовой формулировки этой теории все операторы записываются как функционалы полей и их сопряженных импульсов О [ ф , π ] , а состояние представляется b функционалом Вигнера Вт [ ф , π ] , которое подчиняется уравнению Мойала:

{ { Вт , ЧАС } } "=" Вт [ ф , π ] ЧАС [ ф , π ] ЧАС [ ф , π ] Вт [ ф , π ] "=" 0

Где звездный продукт Мойала определяется как:

А [ ф , π ] Б [ ф , π ] "=" А [ ф , π ] опыт ( я 2 д 3 Икс   дельта дельта ф ( Икс ) дельта дельта π ( Икс ) дельта дельта π ( Икс ) дельта дельта ф ( Икс ) ) Б [ ф , π ]

Функционал Вигнера можно получить из функционала Шредингера с помощью преобразования Вигнера:

Вт [ ф , π ] "=" Д η   Ψ * [ ф 2 η ] е я д 3 Икс   η ( Икс ) π ( Икс ) Ψ [ ф + 2 η ]

Теперь все хорошо работает для скалярных и электромагнитных полей. Тем не менее, я столкнулся с несколькими трудностями, пытаясь применить эту формулировку к фермионному полю. Во-первых, операторы фермионного поля и их импульсы антикоммутируют, а это означает, что их собственные значения также должны: { ψ ( Икс ) , ψ ( у ) } "=" 0 . Однако это можно решить, выразив функции поля ψ ( Икс ) a переменных Грассмана и выполняя все расчеты с учетом этого. Моя основная проблема заключается в том, что сопряженный импульс фермионного поля является его сопряженным, π ψ ( Икс ) "=" я ψ ( Икс ) . Поэтому значение поля ψ однозначно определяет импульс я ψ . Таким образом, не будет ли функционал Вигнера Вт [ ψ , ψ ] эффективно зависеть только от поля ψ ? Как построить фазовое пространство, если сопряженный импульс связан с полем? Напомним, что этого не происходит для скаляра или электромагнитного поля, поскольку, хотя сопряженный импульс определяется как π "=" 0 ф в картине Гейзенберга независимость операторов от времени в картине Шредингера устраняет эту связь.

Один раз ψ ( Икс ) уже не полевой оператор, а грассмановозначная функция, то уже не верно, что я ψ ( Икс ) "=" π ( Икс ) относится к ψ ( Икс ) каким-либо комплексным сопряжением.
Я действительно не понимаю. Например, в случае майорановских фермионов π ^ ( Икс ) "=" я ψ ^ ( Икс ) . Как бы ψ ( Икс ) переменные Грассмана делают их независимыми?

Ответы (1)

Я думаю, что путаница возникает из-за неправильного понимания «комплексного сопряжения» в формализме Грассмана.

«Переменные» Грассмана — это просто элементы внешней алгебры. Если В является векторным пространством, и ξ 1 , . . . , ξ н некоторые векторы, то ξ 1 ξ н это просто способ записи внешнего продукта ξ 1 ξ н .

То, что люди называют «комплексно-сопряженными» переменной Грассмана, обычно выглядит следующим образом: они берут два набора переменных Грассмана, которые они называют ξ 1 , . . . , ξ н и ξ ¯ 1 , . . . , ξ ¯ н . В терминах линейной алгебры у них есть два векторных пространства, которые называются В , и В ¯ , которые имеют одинаковую размерность н , и они выбирают основу обоих. Затем определите антилинейную карту Дж : В В ¯ как:

Дж ( ξ я ) "=" ξ ¯ я   .

Тогда получается то, что называется реальной структурой на В В ¯ как

γ "=" ( 0 Дж 1 Дж 0 )   .

Затем один прячется γ обозначив его действие чертой: γ ( в ) "=" в ¯ .

Эта процедура, насколько мне известно, практически бесполезна, за исключением того, что некоторые фермионные формулы делаются более похожими на их бозонные аналоги. В частности, разница между майорановскими и комплексными фермионами на уровне их формулировки грассмановской переменной не в том, что в одном используются «реальные», а в другом — «сложные» грассмановские переменные. Просто для майорановских фермионов имеется один набор грассмановских переменных, а для сложных фермионов — два. Лучше: один набор имеет своеобразную структуру.

Я думаю, что понял. Итак, вы говорите, что комплексно-сопряженная карта, не полностью определенная для переменных Грассмана, делает собственные значения ψ ^ и ψ ^ независимый, да?