Взаимодействие для КЭД с заряженными скалярными частицами

Позволять л — лагранжиан для обычной КЭД со скалярными заряженными частицами (в том числе с фотонами и электронами):

л "=" 1 4 Ф мю ν Ф мю ν + ψ ¯ ( я γ мю мю м ) ψ мю ф * мю ф М 2 ф * ф

Я пытался показать, что из-за симметрий приведенный выше лагранжиан может быть записан таким же образом, если мю Д мю . Однако я должен найти Д мю . Симметрия, которую я рассматриваю, такова, что

ψ ψ е я Λ ( Икс )
ф ф е я Λ ( Икс )
А мю А мю 1 е мю Λ ( Икс )

Моя попытка

С ψ и ф между ними нет пересекающихся терминов, я решил, что мы должны добавить л я н т (взаимодействия) так, что это отменит термин

е ψ ¯ γ мю А мю ψ

что является результатом фермионной части. Следовательно, л я н т "=" е ψ ¯ γ мю А мю ψ кажется, делает свое дело. Однако бит скалярной частицы, похоже, не упрощается тривиально, так как есть некоторые оставшиеся термины:

я е А мю [ ( мю ф * ) ф ф * мю ф ] + е 2 А мю А мю ф * ф

Это даст Д мю "=" мю + я е А мю .

Правильна ли моя процедура? Есть ли более интуитивный способ решения этой проблемы?

Изменить: исправлено неправильное использование концепций, как указано в комментариях.

Как поля могут не быть связанными, если оба имеют заряды? Потому что A имеет спин 1?
@Duepietri Мое плохое, неправильное использование понятий. Я должен был сказать, что между ними нет пересекающихся терминов. Я приношу извинения.
Я бы просто прокомментировал му!
@Duepietri уже позаботился об этом :)
Не мю должны быть заменены ковариантной производной уже в свободном лагранжиане трех свободных полей? Это вводится при измерении свободного поля Дирака.
@Duepietri Нет, только после введения калибровочной инвариантности!
Я думаю, вы должны сначала включить все взаимодействия в лагранжиан. Между А и полем Дирака и между А и скалярным полем. И между скалярным полем и полем Дирака (через А). Этот взаимодействующий лагранжиан вы должны измерить. Как это делается только для взаимодействующего поля Дирака, для получения безмассового A. Калибровка свободного поля Дирака дает безмассовое A. Калибровка взаимодействующего лагранжиана дает ковариантную производную.
@Duepietri Думаю, я никогда не делал ничего подобного. Я буду смотреть в него. Есть ли у вас какие-либо ссылки, которые могут быть полезны?
Посмотрите, как написан лагранжиан Дирака здесь: quantmechanics.ucsd.edu/ph130a/130_notes/node508.html

Ответы (1)

Благодаря @Duepietri я пришел к выводу. Принимая во внимание, что Д мю должен быть калибровочно-инвариантным, минимальная связь

Д мю "=" мю + я е А мю

дали бы некоторые оставшиеся члены, из которых мы могли бы составить взаимодействие:

л я н т "=" е ψ ¯ γ мю А мю ψ я е А мю [ ( мю ф * ) ф ф * мю ф ] е 2 А мю А мю ф * ф

так как мы можем идентифицировать л ф р е е с тем же выражением, что и в исходном посте, с мю вместо Д мю .

Для тех, кто хочет прочитать об этом немного больше, я бы порекомендовал онлайн-заметку Мэтью Шварца (2012) о скалярной КЭД или его книгу Мэтью Д. Шварца « Квантовая теория поля и стандартная модель ».