Сохраняющийся ток в комплексном релятивистском скалярном поле

Для моего класса теории поля у меня есть следующая лагранжева плотность

л "=" 1 2 η мю ν мю ф * ν ф 1 2 м 2 ф * ф

Где η мю ν является метрическим тензором (соглашение +---), а * обозначает комплексное сопряжение. Лагранжиан инвариантен относительно ф е я α ф и если мы таким образом позволим α иметь бесконечно малый размер, то мы имеем следующее разложение преобразования ф ф + я α ф . Из теоремы Нётер я знаю, что сохраняющиеся токи для s преобразований параметрической симметрии задаются выражением

Дж н к "=" л ( к ф я ) ( Φ я , н м ф я Икс н м ) л Икс н к ,

и н "=" 1 , . . . , с , для преобразования

Икс я Икс я "=" Икс я + дельта Икс я , я "=" 1 , . . . , г ,

ф я ( Икс ) ф я ( Икс ) "=" ф я ( Икс ) + дельта ф я ( Икс ) .

С ф я поля в л . Где Икс и Φ даются следующим образом

дельта Икс я "=" 1 н с Икс н я дельта ю н , дельта ф я ( Икс ) "=" 1 н с Φ я , н дельта ю н

Теперь в приведенной выше лагранжевой плотности мы имеем, что дельта ю "=" я α , Икс я "=" 0 и Φ "=" ф . Теперь, когда я пытаюсь рассчитать сохраняемый ток, я как бы застреваю здесь.

Дж к "=" л ( к ф ) ф "=" 1 2 [ ( η мю ν мю ф * ) ( к ф ) ν ф + мю ф * ( η мю ν ν ф ) ( к ф ) ] ф

Что, по мнению моего профессора, должно равняться 1 2 ( к ф ф * к ф * ф ) . Я понятия не имею, как он пришел к такому результату из моего выше Дж к .

Ответы (1)

Предполагая отсутствие квантовой гравитации, η мю ν является константой и ее можно вытащить из производной, а то, что останется, выглядит как дельта мю к или дельта ν к выражение -типа (в смысле кронекеровского дельта ), потянув за к в мю или ν соответственно.

Если вы не понимаете, откуда берется знак минус, я считаю, что правильный способ думать об этом — думать о переменной мю ф * как формально независимая от мю ф . Это означает, что вам нужно добавить производные , чтобы теорема Нётер была счастливой. Итак, у вас есть только половина выражения; если вместо этого мы начнем с:

дельта л "=" л ф дельта ф + л ф * дельта ф * + η мю ν ( л ( мю ф ) ν дельта ф + л ( мю ф * ) ν дельта ф * )

Используя уравнения Эйлера, два левых члена являются производными лагранжиана, которые объединяются в полную производную, что дает ток

дельта л     л ( мю ф ) дельта ф + л ( мю ф * ) дельта ф *

и если ваш вариант дельта ф является чисто мнимым, то мы получим знак между этими двумя выражениями.

Да, вы правы, я поместил их в производную, чтобы легче было отслеживать, какие верхние/нижние индексы заменены. У меня больше всего проблем с доказательством того, что термин ( η мю ν мю ф * ) ( к ф ) ν ф ф "=" к ф ф * .
@Gehaktmolen Учитывая, что у вас есть эта более конкретная проблема, я обновил свой ответ, чтобы указать, откуда, по моему мнению, она исходит. Я не знаю точного формализма вашего профессора, но вы должны быть в состоянии использовать эти методы, чтобы появился знак минус.
Да, я верю, что понимаю, что вы имеете в виду, в моем случае обработка их как отдельных полей означала бы, что вместо выбора Φ "=" ф У меня есть это Φ 1 "=" ф и Φ 2 "=" ф * . Что дало бы мне Дж к "=" л ( к ф ) ф + л ( к ф * ) ф * . Это правильно?
Я думаю, что да.