Калибровочная инвариантность или глобальная инвариантность, что делает теорию перенормируемой?

Мы знаем, что калибровочная теория перенормируема благодаря тождеству Уорда-Такахаши (для неабелевой теории это тождество Славнова-Тейлора), которое отражает сохраняющийся ток калибровочной симметрии.

Но локальная (калибровочная) симметрия не является настоящей «симметрией», поскольку она не может привести к физическому сохраняющемуся току. Когда калибровочная группа неабелева, локальная калибровочная инвариантность может привести либо к калибровочно-инвариантному, но несохраняющемуся току, либо к калибровочно-зависимому, но сохраняющемуся току (для U ( 1 ) группы эти два тока совпадают). Но глобальная симметрия приводит к физическому (глобальному) инвариантному сохраняющемуся току (для неабелевой группы преобразование калибровочного поля при глобальном преобразовании тоже), и это может привести к соответствующему тождеству Уорда-Такахаши.

Теперь вот мой вопрос: если калибровочная теория глобальна, но не локальна, является ли она перенормируемой? В частности, если в лагранжиане СМ заменить ковариантный дифференциал Хиггса Д мю к обыкновенному дифференциалу мю , перенормируема ли теория? Если изменение выполнено, то член взаимодействия Юкавы разрушает локальное С U ( 2 ) × U ( 1 ) симметрии, но сохраняет глобальную.

Связанный и возможный дубликат: physics.stackexchange.com/q/110402

Ответы (1)

Калибровочная инвариантность всегда является локальной симметрией. В этом смысле калибровочную симметрию и локальную симметрию можно считать синонимами. Таким образом, глобальной калибровочной симметрии не существует. Локальная (калибровочная) симметрия является реальной симметрией, поскольку калибровочные преобразования оставляют лагранжиан инвариантным. Для него также можно вывести сохраняющийся ток (ток Нётера), но для этого нужно использовать небольшую хитрость*. Можно преобразовывать только калибровочное поле, а не фермионные поля. Результирующий сохраняющийся ток затем выражается через фермионные поля. Итак, можно видеть, что во взаимодействующей калибровочной теории калибровочное поле связано с этим сохраняющимся током.

Итак, если бы вы изменили локальную калибровочную симметрию на глобальную симметрию, у вас больше не было бы взаимодействий, потому что калибровочные производные, содержащие взаимодействие, исчезли бы. Получившаяся в результате теория разделилась бы на две теории свободного поля: одну для калибровочного поля, а другую для фермионных полей. Каждое из них было бы тривиально перенормируемым, поскольку взаимодействий нет.

* См., например: М. Е. Пескин и Д. В. Шредер, Введение в квантовую теорию поля, Эддисон Уэсли (1995), глава 9.

Я не уверен, что это действительно отвечает на вопрос. Я думаю, что ОП понимает локальное и глобальное различие (хотя терминология ОП о локальной калибровочной симметрии выбрана плохо)
Возможно, я неправильно понял вопрос, но мне кажется, что у ОП есть некоторые неправильные представления о глобальных симметриях, которые я пытаюсь прояснить.
Спасибо за Ваш ответ. Да, «датчик» означает «местный», и я допустил ошибку в предыдущем вопросе. Сейчас я его модифицировал.
И вопрос у меня в том, есть ли ковариантный дифференциал Д мю для фермиона, а обычный дифференциал мю для Хиггса, будет ли этот лагранжиан перенормируемым? Модель инвариантна относительно глобальных С U ( 2 ) × U ( 1 ) симметрии, но неинвариантной относительно локальной (член Юкавы нарушает симметрию).
О, Боже. Я думаю, что проблема в массе калибровочного бозона. Обычно эта масса защищена калибровочной симметрией. Я не уверен, что это все еще применимо, когда симметрия разбивается на глобальную симметрию. Если масса больше не защищена, она может стать отличной от нуля, и тогда я полагаю, что теория больше не будет перенормируемой, но я не совсем уверен. Я подумаю об этом.
Я думаю ты прав. Если калибровочный бозон останется безмассовым, Π мю ν может оставаться поперечным. Под глобальным преобразованием А мю а А мю а + ф а б с А мю б Λ с , массовый термин А мю а А а мю инвариантен (из-за свойства асимметрии ф а б с ), поэтому он не может защитить массу калибровочного бозона. Но я не знаю, должно ли нарушение локальной симметрии (в моем вопросе это член Юкавы) приводить к массе слабого бозона.
Я был бы признателен за ссылку на сохраняющийся ток, основанный на калибровочной инвариантности. Какой "трюк" используется? Каков характер течения?