Какова роль классических уравнений движения в выводе нётеровского тока?

Я пытаюсь понять очень фундаментальное утверждение из книги «Теория поля конденсированной материи» А. Альтланда и Б. Саймонса:

Предположим, у нас есть преобразование:

Икс мю ( Икс ) мю "=" Икс мю + ф а мю ю а ( Икс )
и
ф я ( Икс ) ( ф ) я "=" ф я ( Икс ) + Ф а я ю а ( Икс )

то мы можем вычислить разницу действий

Δ С "=" В д м Икс л ( ф ( Икс ) , Икс ф ( Икс ) ) В д м Икс л ( ф ( Икс ) , Икс ф ( Икс ) )

где мы можем выразить все в терминах Икс с помощью формул преобразования и определителя Якоби. Все идет нормально. Теперь первое утверждение:

(1) «До сих пор мы не использовали тот факт, что преобразование фактически должно было быть преобразованием симметрии. По определению мы имеем дело с симметрией, если для постоянного параметра ю а (например, при равномерном вращении или глобальном перемещении и т. д.) разница в действиях исчезает».

Да, я понимаю.

(2) «Другими словами, главный вклад в разность действий должен быть линейным по производным Икс мю ю а "

В соответствии с этим ответом на вопрос Phys.SE об уловке для получения тока Нётера мы просто искусственно добавили Икс зависимость от параметра вариации. Тогда предположим, что у нас будет симметрия тогда

Δ С "=" ! 0 "=" В [ . . . ] 1 ю а + Дж а мю мю ю а "=" ю а постоянно ю а В [ . . . ] 1 "=" 0 [ . . . ] 1 "=" мю к а мю

Это выражение для [ . . . ] 1 мы можем заменить в формуле для [ . . . ] 1 и интегрировать по частям один раз, чтобы получить Δ С "=" В Дж а мю мю ю а где предполагается, что вариация на границе В исчезает и Дж а мю "=" Дж а мю к а мю . После разложения разности действия в производной ю мы идентифицируем ток Нётер.

Теперь начинается сложная часть:

(3) «Для общей конфигурации поля мало что можно сказать о токе Нётер. Однако, если поле ф подчиняется классическим уравнениям движения и теория симметрична, ток Нётер локально сохраняется, мю Дж а мю "=" 0 . Это следует из того, что для решения ф уравнения Эйлера-Лагранжа линейное изменение любого параметра должно обращаться в нуль».

Верно ли, что они просто имеют в виду, что, интегрируя по частям, мы приходим к Δ С "=" В д м Икс мю Дж а мю ю а . Затем мы используем это ф классически сохраняется, что означает, что любая линейная вариация равна нулю?

то есть мю Дж мю а "=" 0 что является уравнением непрерывности.

Таким образом, единственная разница между условием симметрии и условием, что ф подчиняется уравнению движения, заключается в том, что

  • Преобразование симметрии Δ С 0 по модулю граничных условий

  • ф подчиняется уравнению движения Δ С "=" 0 так как все линейные вариации равны нулю

Это верно?

Ответы (1)

  1. Рассуждение OP в основном правильное, за исключением того, что его можно еще больше смягчить, чтобы разрешить граничные термины в большем количестве мест, ср. понятие квазисимметрии. Например, когда кто-то меняет действие на оболочке, в принципе все еще могут быть граничные члены, потому что бесконечно малые вариации в контексте теоремы Нётер не должны подчиняться граничным условиям.

  2. Что касается заглавного вопроса ОП, главное заключается в том, что преобразование квазисимметрии является квазисимметрией действия вне оболочки , в то время как закон сохранения (то есть уравнение непрерывности) выполняется только на оболочке . Другими словами, уравнения движения играют роль только в последнем.