Я изучаю КТП с Мандлом и Шоу, квантовую теорию поля и столкнулся с проблемой 2.3 (стр. 37 во втором издании), в которой говорится:
Задача 2.3. Показать, что плотность лагранжиана
для вещественного векторного поля приводит к уравнениям поля
и что поле удовлетворяет условию Лоренца
Я сделал первую часть, но не уверен, как подойти ко второй части --- вывести условие калибровки Лоренца. Теперь я знаю, как получить оба результата.
Однако, почему/как это возможно ? Лагранжиан очень похож на лагранжиан Клейна-Гордона для каждой компоненты поля, за исключением второго члена. Однако, если условие Лоренца действительно можно вывести из данного лагранжиана, второй член будет тождественно равен нулю, и лагранжиан полностью сведется к лагранжиану Клейна-Гордона для каждой компоненты. Тогда в чем смысл второго члена в лагранжиане с самого начала? Его вклад в уравнение движения также будет тождественно нулевым, если выполняется условие Лоренца.
Можно ли здесь изучить содержательную физическую интерпретацию?
Как уже отметил @gj255, получает , что для отменяется на манометр Лоренца. Подставляя это обратно в уравнение движения, мы получаем , уравнение Клейна-Гордона, как вы догадались. Другими словами, мы можем думать о нашем единственном уравнении Эйлера-Лагранжа как о двух уравнениях в одном: КГЭ и калибровке Лоренца.
Вы спросили, что это означает физически. Это означает, что, в то время как имеет степеней свободы, калибровка уменьшает это до , число, ожидаемое от массивного спин- частица. (Поэтому функция второго члена, о которой вы спрашивали, состоит в том, чтобы создать это уменьшение степени свободы. Лагранжиан с его удаленным не эквивалентен, потому что мы теряем калибровку Лоренца.)
Вы можете увидеть это в Приложении к Главе I.5 книги А. Зи « Квантовая теория поля в двух словах» , где без предположения о каком-либо лагранжиане он мотивирует калибровку Лоренца уменьшить количество степеней свободы и показывает это + КГЭ эквивалентно вашему уравнению движения. Затем он отмечает, что умножение левой части EOM на дает массивную лагранжеву плотность, которая (с точностью до интегрирования по частям) есть просто массивная лагранжева плотность Максвелла.
gj255
Санха Чеонг
СлучайныйПреобразование Фурье
gj255