Симметрия уравнений Максвелла для электромагнитно-магнитного дуализма

Согласно книге Гриффитса по электродинамике, включая магнитный заряд, уравнения Максвелла становятся

Е "=" р е ϵ 0 × Е + т Б "=" мю 0 Дж м Б "=" мю 0 р м × Б т Е "=" мю 0 Дж е

где р е и р м - плотность электрического и магнитного заряда, а Дж е и Дж м – плотности электрического и магнитного тока. я взял мю 0 ϵ 0 "=" с "=" 1 для простоты.

В задаче 7.60 он просит показать инвариантность этих уравнений относительно преобразования двойственности

( Е Б ) "=" ( потому что α грех α грех α потому что α ) ( Е Б )

с той же матрицей, примененной к «вектору-строке» плотности заряда и тока.

Это выглядит как С О ( 2 ) симметрия. Однако, когда я представил этот факт на экзамене, профессор сказал, что это не вся группа симметрии, демонстрирующая электромагнитную двойственность. К сожалению, он также не знал, что такое полная группа.

Теперь моя идея состояла в том, чтобы определить сложное векторное поле Ф "=" Е + я Б с соответствующими комплексными источниками р "=" р е + я р м и Дж "=" Дж е + я Дж м . Тогда уравнения Максвелла превращаются в

Ф "=" р × Ф я т Ф "=" я мю 0 Дж

Симметрия дуальности, которую я могу здесь подсмотреть, умножается. Ф , р и Дж с тем же комплексным числом, которое эквивалентно предыдущему С О ( 2 ) и масштабирование.

Это полная группа? Если нет, то чего мне еще не хватает?

Это второе уравнение тривиально, так что я сомневаюсь, что мы что-то от него выиграем. Я предполагаю, что разделение производных времени и положения было бы более полезным (я пытаюсь, но вы тоже должны).

Ответы (1)

Да, ОП прав. Группа симметрии двойственности EM уравнений Максвелла имеет вид С О ( 2 ) × р + , где С О ( 2 ) группа вращения ЭМ и р + это дилатации. Обобщения см. в Ref. 1.

Использованная литература:

  1. П. Аскьери, С. Феррара и Б. Зумино, 3 лекции по электромагнитной двойственности , 2008 г.
Таким образом, это просто отражает тот факт, что теория может быть записана как U ( 1 ) Калибровочная теория? Или это настоящая симметрия, а не избыточность? Я полагаю, что это соответствует глобальному U ( 1 ) симметрии и, таким образом, является истинной симметрией, в отличие от калиброванной U ( 1 ) . Поправьте меня, если я ошибаюсь. Спасибо.