U (1) × U (1) U (1) × U (1) U (1) {\ times} U (1) производная локальной калибровочной инвариантности

В КЭД и базовом механизме Хиггса существует локальное калибровочное преобразование, при котором скалярное поле ф преобразуется как:

е я θ η ( Икс ) ф

Частная производная этого, однако, делает вышеизложенное неинвариантным, и поэтому ковариантная производная вводится таким образом:

Д мю е я θ η ( Икс ) ф "=" ( мю я θ А мю ) е я θ η ( Икс ) ф

Таким образом, производная остается неизменной. Однако что, если скалярное поле преобразуется ДВУМЯ симметриями U(1) следующим образом:

е я λ 1 η 1 ( Икс ) е я λ 2 η 2 ( Икс ) ф

Это может быть странным преобразованием симметрии, но мне интересно, как можно сделать производную этого инварианта такой:

е я λ 1 η 1 ( Икс ) е я λ 2 η 2 ( Икс ) Д мю ф

Ибо теперь производная состоит из трех разных функций, которые дифференцируются по правилу произведения следующим образом:

ф ( Икс ) г ( Икс ) час ( Икс ) + г ( Икс ) ф ( Икс ) час ( Икс ) + час ( Икс ) ф ( Икс ) г ( Икс )

Таким образом, производная функции будет:

я λ 1 η 1 ( Икс ) е я λ 1 η 1 ( Икс ) е я λ 2 η 2 ( Икс ) ф + я λ 2 η 2 ( Икс ) е я λ 2 η 2 ( Икс ) е я λ 1 η 1 ( Икс ) ф + ( мю ф ) е я λ 1 η 1 ( Икс ) е я λ 2 η 2 ( Икс )

Итак, как в этой ситуации применить производную локальной калибровочной инвариантности? Будет ли введено другое калибровочное поле, такое как Б мю вместе с А мю ?

Ответы (1)

Да, вам придется ввести еще одно калибровочное поле. Например, в Стандартной модели существует калибровочная инвариантность при С U ( 3 ) × С U ( 2 ) × U ( 1 ) , так что есть три калибровочных поля: глюоны, Вт ± , Z слабые калибровочные бозоны и фотон.

В общем случае проще рассуждать так: если у вас калибровочная инвариантность относительно группы Ли г , ковариантная производная будет включать 1-форму, принимающую значения в алгебре Ли г из г . Поскольку алгебра Ли г × ЧАС является г час , 1-форма, принимающая значения в этой алгебре Ли, может быть разложена в одну 1-форму, принимающую значения в г и одна 1-форма, принимающая значения в час . В вашем случае это будет ваш А мю и Б мю .