Различия между спином КТП и теорией Эйнштейна-Картана?

Добрый вечер всем,

В настоящее время я изучаю КТП и основы общей теории относительности (ОТО) и теории Эйнштейна-Картана (ЭК). А именно, я только что изучил определение тензора энергии-импульса Белинфанте-Розенфельда и его частную эквивалентность с обычным симметричным тензором энергии-импульса ОТО. Тогда я понимаю, что это определение тензора энергии-импульса может быть наиболее подходящим, поскольку оно удовлетворяет законам сохранения КТП/ОТО и из-за эмпирических данных КТП/ОТО соответственно.

Однако я не понимаю концепцию «спин», когда рассматриваются GR или EC. Я видел у С. Вайнберга - Гравитация и космология следующее определение вектора спина:

С мю "=" ϵ мю ν λ р Дж ν λ ты р ,

где Дж ν λ "=" ( Икс ν Т λ 0 Икс λ Т ν 0 ) д Икс 3 , Т λ р - тензор энергии-импульса (я думаю, это канонический тензор-энергия-импульс, хотя он симметричен в частном случае, рассмотренном Вайнбергом) и ты р является четырехскоростной.

Я полагаю, что это определение должно воспроизводить правильные выражения для спина скалярных, спинорных и векторных полей с учетом выражения тензора энергии-импульса таких полей. Это верно?

С другой стороны, я не понимаю величину тензора спина дельта С дельта Г λ р ν присутствует в теории EC, где Г λ р ν являются компонентами аффинной связности с кручением. В чем разница между этим тензором спина и вектором спина Вайнберга, определенным выше? Например, согласно ЭК теории тензор спина материи тождественно равен нулю, если тензор кручения обращается в нуль и ОТО восстанавливается, однако существуют и другие величины (как видно выше), представляющие спин материи в таком случае ОТО . Тогда, учитывая также и эмпирические данные, каково подходящее выражение для вращения материи?

На мой взгляд, возможный ответ заключается в том, что тензор спина, присутствующий в EC-теории, является уникальной величиной для представления спина материи в этой теории и, следовательно, имеет сингулярное свойство обращаться в нуль, когда кручение равно нулю, так что эта структура требует существования кручения, чтобы ввести во Вселенной источники вращения (поскольку ОТО требует кривизны, когда присутствует тензор энергии-импульса). Кроме того, стандартный подход GR, предложенный Weinberg et al. не нуждается в наличии кручения и позволяет описать вращение материи без наличия кручения (т.е. только в искривленном пространстве-времени), так что оба подхода совместимы с текущими эмпирическими данными, но с теоретической точки зрения. вид у них есть принципиальные отличия. Это верно?

Кроме того, я знаю, что тензор энергии-импульса ЭК вообще асимметричен, и у меня нет никаких проблем с этим результатом, только с возможными соотношениями и различиями между спиновыми величинами упомянутых теорий.

С наилучшими пожеланиями.

Я думаю, что спин в КТП на самом деле является унитарным неприводимым представлением с ты ( 2 ) , что не связано с GR.
Я немного не уверен, в чем вопрос. Две величины «спин», о которых вы говорите, кажутся (связанными) с классическим собственным угловым моментом полей. Представление о спине в КТП совершенно иное; он касается исключительно представления группы Пуанкаре, в которое преобразуется поле / частица на плоском пространстве , хотя это также «собственный угловой момент», он другого рода, чем «классический спин» поля. Так что, если вы спрашиваете исключительно о различиях классических спинов ОТО и теории ЭК, то КТП и квантовый спин совершенно неуместны.
@PhilS Я знаю, что это ОТ, но где вы изучаете теорию ЭК? (Я имею в виду, какую книгу вы используете, или что-то в этом роде)

Ответы (1)

Спасибо за ваши ответы.

Грубо говоря, согласно моему ограниченному пониманию, в КТП можно ввести понятие спина поля, определив связанный с ним лагранжиан (например, лагранжиан Дирака для спинорного поля Дирака) и проанализировав инвариантность относительно пространственно-временных вращений. Поэтому мы должны иметь дело с набором { С а б } образующие, связанные с группой Лоренца, а также с неприводимым представлением указанной группы, различным в зависимости от спина рассматриваемого поля. Это верно?

Кроме того, если мы определим количество С а "=" ϵ а б с д С б с ты д Оказывается, что С 2 С а С а является оператором Казимира группы Лоренца, который коммутирует со всеми элементами группы Лоренца, и лемма Шура подразумевает, что все векторы неприводимого представления являются собственными векторами С 2 с тем же собственным значением, так что я думаю, что это оправдывает С а представляет собой фундаментальную величину, связанную со спином поля и законами его преобразования по группе Лоренца.

Если это так, то следующим шагом будет распространение этих понятий на ОТО, и, возможно, это то, что появляется в анализе Weinberg et al. Тогда моя проблема заключается в возможной связи между С мю (или альтернативное выражение, связанное со спиновым тензором материи) и дельта С дельта Г λ р ν величина, определенная в теории EC. Например, я читал, что «Розенфельд продемонстрировал с помощью теорем Нётер, что тензор энергии-импульса Белинфанте-Розенфельда, полученный в КТП, совпадает с обычным симметричным тензором энергии-импульса ОТО в присутствии искривленного пространства-времени», так что оба тензора связаны, и я рассматриваю обычный симметричный тензор энергии-импульса ОТО как естественный тензор энергии-импульса материи в искривленном пространстве-времени. Поскольку я считаю, что на сегодняшний день ОТО является наиболее точной теорией гравитации (опуская другие эквивалентные подходы с современной феноменологической точки зрения, как, например, телепараллелизм), то я считаю упомянутый симметричный тензор энергии-импульса наиболее точной и полной величиной для характеристики тензор энергии-импульса материи. Точно так же мне было интересно, может ли существовать такое отношение между тензором спина в КТП (или в расширении КТП в искривленном пространстве-времени) и теорией ЕС (т.е. при наличии кручения, если оно существует)? Например, это может быть отношение между С мю и дельта С дельта Г λ р ν , по аналогии с соотношением между тензором энергии-импульса Белинфанте-Розенфельда и тензором энергии-импульса Эйнштейна-Гильберта, но я не знаю, возможно ли это или известно, поэтому я хотел задать свои вопросы здесь.