Нелинейное уравнение Клейна-Гордона

Для нелинейного уравнения Клейна-Гордона

ты т т Δ ты + ф ( ты ) "=" 0 ,

как я мог бы использовать теорему Нётер, чтобы доказать, что существует сохраняющаяся величина? то есть,

( Π к ) т д я в ( Дж к ) "=" 0
для к "=" 0 , 1 , 2 , 3 , где

Π к "=" р 3 п ( Икс , у , г , т ) д в
есть плотность четырехимпульса.

Запишите плотность лагранжиана, производящую это уравнение, и обратите внимание, что его можно выбрать инвариантным относительно перемещений пространства-времени...

Ответы (1)

Определять Ф ( ты ) "=" 0 ты ф ( с ) д с , поэтому уравнения для поля ты ( т , Икс ) можно переписать как

2 ты т 2 Δ Икс ты + д Ф д ты "=" 0 :
Если определить
л "=" 1 2 ( т ты т ты + ты ты ) + Ф ( ты ) .
эта лагранжева плотность приводит к вашим уравнениям поля.

Более того, как вы можете непосредственно видеть, л инвариантен относительно пространственных переносов, так как не зависит явно от Икс . Он также инвариантен относительно временных переводов, поскольку не зависит явно от т . Следовательно, вы можете применить теорему Нётер, получив четыре сохраняющиеся величины. Это четыре интегральных «заряда», связанных с тензором энергии-импульса, т. е. компоненты полного четырехимпульса.

я знаю, что уравнение инвариантно при переводе, но что именно Дж к являются ?
Рассмотрим тензор энергии напряжения Т б а "=" л ты Икс а ты Икс б дельта б а л , то есть сохраняется по теореме Нётер в силу трансляционной инвариантности. Дж а "=" р 3 Т а 0 д 3 Икс , а "=" 0 , 1 , 2 , 3 .
я понимаю это спасибо :D но как я мог дойти до финального уравнения ( Π к ) т + д я в Дж "=" 0
Извините, есть некоторая путаница с моими и вашими обозначениями. Отныне я использую только те обозначения, которые вы приняли в своем вопросе. С использованием Т б а как определено выше: Π к "=" Т к 0 и Дж к я "=" Т к я , я "=" 1 , 2 , 3 . Теорема Нётер доказывает, что а "=" 0 3 а Т к а "=" 0 . Переделывая его с помощью ваших обозначений, вы обнаружите: ( Π к ) т + д я в ( Дж к ) "=" 0 . Я не понимаю вашу последнюю личность, которую вы написали в своем вопросе. Это не согласуется с предыдущими тождествами.