Интерпретация сопряженного импульса в теории поля.

Сопряженная плотность импульса, следующая как сохраняющаяся величина с теоремой Нётер, из инвариантности относительно смещения самого поля, т.е. Φ Φ "=" Φ + ϵ , дан кем-то π "=" л ( Φ ˙ ) .

С другой стороны, физическая плотность импульса, следующая как сохраняющаяся величина с теоремой Нётер, из инвариантности относительно переносов, т.е. Φ ( Икс ) Φ ( Икс ) "=" Φ ( Икс + ϵ ) , дан кем-то Π "=" л ( Φ ˙ ) Φ Икс .

Кто-нибудь знает поучительную интерпретацию сопряженного импульса? Кроме того, почему мы в квантовой теории поля навязываем коммутационные соотношения с сопряженным импульсом вместо физического импульса?

(Для краткости все возможные индексы опущены)

Ответы (3)

Импульс, который вы называете Π есть импульс в определенном пространственном направлении. Импульс, который вы называете π есть импульс в направлении в пространстве поля .

Например, рассмотрим вертикальные волны на горизонтальной струне. Поле" у ( Икс , т ) представляет собой вертикальное смещение струны в точке Икс . Затем Π — обычный горизонтальный импульс, поскольку волны на струне движутся горизонтально, а π — обычный вертикальный импульс, поскольку сама струна движется только вверх и вниз.

Сопряженный импульс в теории поля на самом деле является просто бесконечным обобщением сопряженного импульса в классической механике. Причина, по которой мы налагаем коммутационные соотношения с использованием сопряженного импульса, связана с предписанием Дирака о каноническом квантовании. Это хорошо объяснил Qmechanic в этом ответе .

Кратко резюмирую аргумент. Чтобы канонически проквантовать классическую теорию, вы должны сначала выразить ее в гамильтоновой форме. Это включает определение сопряженного импульса и наложение уравнений Гамильтона со скобками Пуассона. Затем вы превращаете скобки Пуассона в коммутаторы. Оказывается, сопряженный импульс — именно та переменная, которая заставляет этот подход работать математически.

Я не знаком с физической интерпретацией сопряженного импульса в теории поля, но мне было бы интересно услышать мысли других людей по этому поводу!

Сопряженный импульс электромагнитного поля А мю это электрическое поле Е .