Интерпретация четырехвектора kkk в скалярной КТП

Я изучаю каноническое квантование реальной скалярной квантовой теории поля Клейна-Гордона, заданной классической лагранжевой плотностью

л "=" 1 2 мю ф мю ф 1 2 м 2 ф 2 .

Плоские волновые решения уравнения Эйлера-Лагранжа (которое становится уравнением КГ), конечно, имеют вид

ф ( т , Икс ) е я к Икс

где к Икс "=" к мю Икс мю и к 0 ю "=" к 2 + м 2 . Чтобы найти произвольные решения, вы берете суперпозиции по трем пространственным измерениям. к , и, таким образом, большинство ваших интегралов начинаются с чего-то похожего на

г 3 к ( 2 π ) 3 2 ю . . .

Действительно, гамильтониан и операторы рождения и уничтожения имеют такие интегральные формы, и, таким образом, когда вы добавляете бозоны в вакуум, параметром является этот таинственный вектор к . Есть ли в этом какой-то интуитивный физический смысл (возможно, связанный с бозонами, для которых это начальный параметр) или это просто побочный продукт абстрактной математики?

Что получится, если применить оператор импульса к ф ( т , Икс ) "=" опыт ( я к Икс ) ?

Ответы (2)

Это просто преобразование Фурье. Волновое уравнение, гамильтониан и функции Грина в импульсном пространстве проще, чем в пространственном. Это потому, что в свободной теории различные импульсы разделяются, и вы можете создать частицу с импульсом. к с а к | 0 , и это состояние будет развиваться хорошим образом. Среди прочего, это зависит от трансляционной инвариантности лагранжиана.

Когда вы действуете ф ( т , Икс ) в вакууме вы получаете частицу на ( Икс , т ) , то есть | Икс , т >= ф ( т , Икс ) | 0 >= г 3 к ( 2 π ) 3 е я к Икс а к | 0 > . Это преобразование Фурье. А это значит, что если частица хочет оказаться в ( Икс , т ) тогда у него должны быть все виды импульсов, что на самом деле является принципом неопределенности. Для @lionelbrits лагранжиан не является инвариантом перевода, а действие — инвариантом.