Интегралы по числам Грассмана

Я хочу доказать идентичность от Пескина и Шредера, а именно, что

( я d θ * я d θ я ) θ * м θ L ехр ( θ * J В J K θ К ) = det ( B ) B - 1 м л ( Π я d θ я * d θ я ) θ м * θ L ехр ( θ J * В J К θ К ) знак равно йе ( В ) В м L - 1
В В это hermiteam N × N N × N матрица и N N должно быть четным. θ J θ J и θ * J θ J * находятся N N комплексные грассмановы числа.

Я хотел бы сделать это аналогично случаю сложных, а не грассмановых гауссовых интегралов, где вы искусственно вводите член в экспоненте, а затем дифференцируете. Я мог доказать, что

( я d θ * я d θ я ) опыт ( θ * J В J K θ К + η * J θ J + θ * J η J ) = det ( B ) exp ( - η * J В - 1 J K η К ) ( Π я d θ я * d θ я ) ехр ( θ J * В J К θ К + η J * θ J + θ J * η J ) знак равно йе ( В ) ехр ( - η J * В J К - 1 η К )
где η η и θ θ являются (сложными) числами Грассмана. Если бы они были просто сложными переменными, остальное было бы понятно. Я мог бы получить первое уравнение, дифференцирующее второе по отношению к η м η м и η * L η L * а потом пусть η = η * = 0 η знак равно η * знак равно 0 , Проблема в том, что для числа грассмана экспонента равна е θ = 1 + θ е θ знак равно 1 + θ поскольку все условия высшего порядка отменяются. Для такой суммы, как у нас здесь, также должны быть члены второго порядка, но, тем не менее, экспонента не воспроизводится дифференцированием.

Могу ли я получить желаемый результат таким образом? Это выглядит довольно многообещающе, я просто не вижу, как перейти от второго уравнения (левая сторона) к первому уравнению (левая сторона). Это должно работать с дифференцированием, но я не понимаю, почему.

Пока е θ = 1 + θ е θ знак равно 1 + θ , е θ + ϕ = 1 + θ + ϕ + 1 2 θ ϕ е θ + φ знак равно 1 + θ + φ + 1 2 θ φ , так что будьте осторожны.
«Быстрый» способ сделать это вычисление состоит в том, чтобы сделать унитарное преобразование переменных, которое делает В В диагональ, (мера интегрирования неизменна). Осталось только сделать произведение одномерных интегралов.
@lionelbrits это так? унитарное преобразование вводит унитарную матрицу из-за θ м θ м и θ L θ L , как вы от них избавляетесь?
Спасибо, Сильв. Мой комментарий неверен. Я не думал о свободных индексах.

Ответы (1)

РЕДАКТИРОВАТЬ

Метод, который вы хотите использовать, в порядке и дает быстрый результат. Вот:

я = д θ * d θ θ * К θ L е х р ( θ * B θ + η * θ + θ * η ) = ( η * К ) ( η L ) д θ * d θ е х р ( θ * B θ + η * θ + θ * η ) я знак равно Π d θ * d θ θ К * θ L е Икс п ( θ * В θ + η * θ + θ * η ) знак равно ( η К * ) ( η L ) Π d θ * d θ е Икс п ( θ * В θ + η * θ + θ * η )

откуда следует, что я я равно

я = д е т B ( η * К ) ( η L ) е х р ( η * J ( Б - 1 ) я ж η я ) | | η * = η = 0 я знак равно d е T В ( η К * ) ( η L ) е Икс п ( η J * ( В - 1 ) я J η я ) | η * знак равно η знак равно 0

я = д е т B ( B - 1 ) к л я знак равно d е T В ( В - 1 ) К L

Примечание: я использую смену θ я θ я + ( B - 1 ) я ж η J θ я θ я + ( В - 1 ) я J η J и θ * я θ * я + η * J ( Б - 1 ) J я θ я * θ я * + η J * ( В - 1 ) J я , Здесь я использовал тот факт, что вторые моменты могут быть вычислены как производные следующим образом.

⟨Η L η * К = ( η * К ) ( η L ) е х р ( η * J ( Б - 1 ) я ж η я ) | | η * = η = 0 = ( B - 1 ) я ж η L η К * знак равно ( η К * ) ( η L ) е Икс п ( η J * ( В - 1 ) я J η я ) | η * знак равно η знак равно 0 знак равно ( В - 1 ) я J

Более или менее, вы можете принять это как определение. Но если вы все еще хотите доказать это, сделайте следующее:

J = ( η * К ) ( η L ) е х р ( η * J ( Б - 1 ) я ж η я ) = ( η * К ) ( η L ) я ж ( 1 - η * J ( Б - 1 ) я ж η я ) J знак равно ( η К * ) ( η L ) е Икс п ( η J * ( В - 1 ) я J η я ) знак равно ( η К * ) ( η L ) Π я J ( 1 - η J * ( В - 1 ) я J η я )

После прямой дифференциации вы получите

J = я ж δ к δ я ( Б - 1 ) я ж = ( B - 1 ) к л J знак равно Π я J δ К J δ L я ( В - 1 ) я J знак равно ( В - 1 ) К L

Вы можете игнорировать то, что ниже черты, это был мой первый ответ. Но я оставлю это, потому что это может быть поучительным для других.



Поскольку я пока не могу комментировать, я нарисую доказательство для более простого случая

я = Π я d θ * я d θ я е х р ( θ * я В я ж θ J ) = d е т ( Б ) я знак равно Π я d θ я * d θ я е Икс п ( θ я * В я J θ J ) знак равно d е T ( В )

и надеюсь, что это поможет вам вычислить ваши интегралы. После расширения всех экспонент мы приходим к

я = 1 N ! d θ * 1 d θ 1 Д θ * N d θ N ( θ * я 1 В я 1 J 1 θ J 1 ) ( θ * я 2 В я 2 J 2 θ J 2 ) ( Θ * я N В я N J N θ J N ) я знак равно 1 N ! d θ 1 * d θ 1 ... d θ N * d θ N ( θ я 1 * В я 1 J 1 θ J 1 ) ( θ я 2 * В я 2 J 2 θ J 2 ) ... ( θ я N * В я N J N θ J N )

На данный момент некоторые объяснения в порядке. Фактор 1 / N ! 1 / N ! появляется из расширения экспонент. Чтобы увидеть, как получилось подынтегральное выражение, давайте рассмотрим случай, когда N = 2 N знак равно 2 , У нас будет что то подобное

d θ * 1 d θ 1 d θ * 2 d θ 2 ( 1 + θ * я В я ж θ J + ( θ * я В я ж θ J ) 2 2 ! + ) d θ 1 * d θ 1 d θ 2 * d θ 2 ( 1 + θ я * В я J θ J + ( θ я * В я J θ J ) 2 2 ! + )

Очевидно, что только квадратичный член будет вносить вклад в вышеуказанный интеграл, потому что только этот член может насытить число грассмановых переменных в интегральной мере.

d θ * 1 d θ 1 d θ * 2 d θ 2 ( ( θ * я В я ж θ J ) 2 2 ! ) = 1 2 d θ * 1 d θ 1 d θ * 2 d θ 2 Σ я 1 я 2 , j 1 , j 2 2 ( θ * я 1 В я 1 J 1 θ J 1 ) ( θ * я 2 В я 2 J 2 θ J 2 ) d θ 1 * d θ 1 d θ 2 * d θ 2 ( ( θ я * В я J θ J ) 2 2 ! ) знак равно 1 2 d θ 1 * d θ 1 d θ 2 * d θ 2 Σ я 1 , я 2 , J 1 , J 2 2 ( θ я 1 * В я 1 J 1 θ J 1 ) ( θ я 2 * В я 2 J 2 θ J 2 )

Разложив сумму и выполнив все четыре интеграла, получим

d θ * 1 d θ 1 d θ * 2 d θ 2 ( ( θ * я В я ж θ J ) 2 2 ! ) = 1 2 ! [ 2 ( Б 11 В 22 - Б 12 В 21 ) ] = d е т б d θ 1 * d θ 1 d θ 2 * d θ 2 ( ( θ я * В я J θ J ) 2 2 ! ) знак равно 1 2 ! [ 2 ( В 11 В 22 - В 12 В 21 ) ] знак равно d е T В

Теперь давайте вернемся к нашему первоначальному интегралу я я , Следующий шаг перед выполнением интегралов - это переупорядочить интегралы и числа Грассмана.

я = 1 N ! d θ * 1 Д θ * N θ * я 1 Θ * я 1 θ 1 Д θ N θ J 1 Θ J 1 В я 1 J 1 Б я N J N я знак равно 1 N ! d θ 1 * ... d θ N * θ я 1 * ... θ я 1 * θ 1 ... d θ N θ J 1 ... θ J 1 В я 1 J 1 ... В я N J N

Откуда мы наконец приходим

я = 1 N ! ε я 1 Я N ε J 1 J N В я 1 J 1 Б я N J N = д е т B я знак равно 1 N ! ε я 1 ... я N ε J 1 ... J N В я 1 J 1 ... В я N J N знак равно d е T В

(примечание: результат заказа 1 б 1 … А N б N = а 1 … А N б 1 Б N ( - 1 ) N ( N - 1 ) / 2 1 б 1 ... N б N знак равно 1 ... N б 1 ... б N ( - 1 ) N ( N - 1 ) / 2 должен быть использован дважды для интегралов).

Я нашел этот метод наиболее простым, когда имеешь дело с такими интегралами. Я надеюсь, что это поможет вам доказать эти отношения. Тот же самый метод может быть применен очень легко в вашем случае (просто прямое расширение вперед). И с методом, который вы описали, это кажется, что вы слишком усложняете себя. Однако я немного поработаю над этим и посмотрю, что из этого выйдет.

На каком этапе вы имеете в виду?
Проблема в этом шаге. Я полагаю, что экспоненциальная функция в первом интеграле - это всего лишь сумма до степени 2, поэтому я не могу рассчитать с ней, как с обычной электронной функцией.
я = д е т B ( η * К ) ( - η L ) е х р ( η * В - 1 η ) я знак равно d е T В ( η К * ) ( - η L ) е Икс п ( η * В - 1 η )
Например
θ ехр ( θ ) = 1 exp ( θ ) θ ехр ( θ ) знак равно 1 ехр ( θ )
И, конечно, также шаг до этого
я = д θ * d θ θ * К θ L е х р ( θ * B θ + η * θ + θ * η ) = ( η * К ) ( - η L ) д θ * d θ е х р ( θ * B θ + η * θ + θ * η ) я знак равно Π d θ * d θ θ К * θ L е Икс п ( θ * В θ + η * θ + θ * η ) знак равно ( η К * ) ( - η L ) Π d θ * d θ е Икс п ( θ * В θ + η * θ + θ * η )
Я не уверен, как бороться с экспонентами. Для меня это выглядит, как будто вы просто проигнорировали, что есть числа Grassmann.
Один шаг за раз. В одном измерении вы были бы правы с θ ехр ( θ ) = 1 θ ехр ( θ ) знак равно 1 но вы имеете дело с несколькими измерениями. Может быть, моя запись была небрежной, но в экспоненциальной, я должен был написать индексы для η η и θ θ , Хитрость заключалась в том, чтобы взять производные по показателям к , л К , L не я , дж я , J как найдено в экспоненте. И в многомерном θ J θ я = δ я ж - θ J θ я θ J θ я знак равно δ я J - θ J θ я , Таким образом, вы должны использовать это при создании производной.
Да, но в интеграле мы имеем сумму, в которой содержится каждый индекс. Поэтому я не понимаю, почему экспоненциальная функция все еще существует после дифференцирования. Не могли бы вы показать, как применение вашего только что упомянутого правила приводит к результату?