Тензор энергии-импульса для полей Дирака и его зависимость от связности

В тензоре энергии-импульса (SET) для свободных скалярных и векторных полей любые ссылки на связь Г мю ν λ в кинетических условиях либо отсутствуют ( мю ф "=" мю ф ) или компенсировать друг друга ( Ф мю ν "=" мю А ν ν А мю "=" мю А ν ν А мю ). Это имеет смысл для меня в том, что не нужно знать производные метрики / фильбейна, чтобы вычислить источник уравнений поля Эйнштейна (EFE) в точке. Начиная с симметризованного лагранжиана для поля Дирака,

л "=" я 2 ψ ¯ γ мю мю ψ я 2 ψ ¯ мю γ мю ψ м ψ ¯ ψ ,

и превращая частные производные в ковариантные производные, я получаю следующую форму для SET:

Т Дирак мю ν "=" я 2 ψ ¯ ( γ мю ν + γ ν мю ) ψ я 2 ψ ¯ ( ν γ мю + мю γ ν ) ψ г мю ν л Дирак

В этом выражении для МНОЖЕСТВА свободного поля Дирака я, кажется, не могу получить термины спиновой связи ( мю ψ мю ψ ) в ковариантных производных сокращаться, поэтому этот тензор явно зависит от производных е мю а . Действительно ли эти члены спиновой связи компенсируют друг друга и сводят ковариантные производные к обычным частным производным?

Если нет, то разве это не проблема при подключении к уравнениям поля Эйнштейна? Поскольку поля Дирака также подчиняются уравнению Клейна-Гордона, можем ли мы записать лагранжиан, подобный Клейну-Гордону (отбрасывая информацию о спине), и использовать его для вычисления SET, не зависящего от связи?

Даже если кривизна «отсутствует» в тензоре напряжений для поля Максвелла и скаляра, я бы сказал, что она все еще неявно присутствует в системе уравнений. Уравнения движения для скаляра и поля Максвелла действительно знают о кривизне. Таким образом, внутренние значения для поля Максвелла и скаляра будут отражать наличие кривизны в том, как они являются источником уравнений Эйнштейна.
Спасибо! Я согласен (я думаю) - кривизна неявно влияет на эволюцию тензора напряжений и уравнений движения. Мой вопрос ограничивается вычислением тензора напряжений и кривизны на временном срезе с точки зрения (а) значений локального поля и их частных производных по сравнению с (б) необходимостью включения ковариантных производных для учета кривизны.

Ответы (1)

Как известно, EFE является PDE для метрики г мю ν / вильбейн е а мю , играющий роль динамических полей ОТО .

ОП, по-видимому, обдумывает следующий вопрос.

Является ли исходный член ЭФЭ (т.е. тензор СЭМ материи Т мю ν ) не зависит от полей ОТО (т.е. метрики г мю ν / вильбейн е а мю ) и их производные?

Ответ: Нет, такого быть не должно.

Примеры:

  • ОП рассматривает материю, состоящую из фермионов Дирака. Обобщение Вильбейна тензора Гильберта SEM действительно зависит от спиновой связи, ср. мой ответ Phys.SE здесь .

  • Уже тензор Максвелла SEM в искривленном пространстве зависит от метрики г мю ν .

  • Аналогичная ситуация имеет место и в скалярной КЭД. Здесь EFE заменены уравнениями Максвелла. Динамические поля теперь А мю . Можно показать, что исходный член (электрический 4 -текущий Дж мю ) в данном случае зависит от А мю .