Является ли гильбертово пространство фермионного гармонического осциллятора гильбертовым пространством над алгеброй Грассмана?

Я читаю книгу «Основы теории теплового поля», также доступную на веб-странице авторов http://www.laine.itp.unibe.ch/basics.pdf .

В разделе 4.1 (интеграл по путям для статистической суммы фермионного осциллятора) они вводят переменные Грассмана с и с * которые удовлетворяют ряду свойств, в частности

  • с , с * рассматриваются как независимые переменные, например Икс , п .
  • с 2 "=" ( с * ) 2 , с с * "=" с * с
  • с , с * определяются как антикоммутирующие с а ^ , а ^ также.

Это классические аналоги фермионных операторов рождения и уничтожения. а ^ и а ^ . Чтобы определить интеграл по путям (используя классические поля с ( т ) и с * ( т ) )

Д с ( т ) Д с * ( т ) е 1 час С
фермионного гармонического осциллятора они вводят когерентные состояния
| с "=" е с а ^ | 0 > .

Так вот с играет роль «числа». Единственный способ, которым я вижу, как понять это определение, - это расширить скаляры гильбертова пространства: вместо двумерного гильбертова пространства ЧАС мы рассматриваем гильбертово пространство над алгеброй Грассмана А "=" С < с , с * > т.е. тензорное произведение ЧАС А "=" А С ЧАС , то фермионное когерентное состояние является элементом ЧАС А , но не элемент ЧАС .

Итак, для квантования фермионов нам нужно расширить скаляры гильбертова пространства из С к числам Грассмана А . Это верно?

Связано: physics.stackexchange.com/q/612252/2451 и ссылки в нем.
Привет, Алекс, я удалил твой последний подвопрос с рекомендациями по ресурсам, см. этот мета-пост.
Они, конечно, настаивают на том, что cs не являются операторами (матрицами); они не представляют их как матрицы 2x2!
Не уверен; посмотрите, является ли он последовательным, т. е. поднимает ли знак - при проскальзывании мимо матрицы. Очевидно, что они воспроизводят своего рода когерентные состояния, поэтому собственное значение операции аннигиляции фермионов должно быть фермионным, а два фермионных объекта должны антикоммутировать.

Ответы (1)

Я ничего не знаю о сверхчислах, но конструкция, которую вы упомянули для осциллятора Ферми, выглядит легко формализуемой.

На странице в википедии написано, что множество многочленов в н Генераторы Грассмана можно отождествить с внешней алгеброй линейного пространства, и в случае комплексного числа Грассмана мы должны взять пространство на комплексном. На самом деле, я думаю, что это немного неточно, поскольку в квантовой теории поля мы хотим, чтобы θ 'песок θ * должны быть два независимых набора генераторов Грассмана. На самом деле все получается, если отождествить множество полиномов Грассмана с ковариантной внешней алгеброй:

Λ ( В В * ) ,
где В и В * представляют собой два сложных антиизоморфных векторных пространства (я разобрался с этим сам, поэтому, пожалуйста, поправьте меня, если я ошибаюсь).

В любом случае суть вопроса не в этом. Предположим, что у вас есть набор чисел Грассмана г образован двумя элементами { θ , θ * } . Мы хотим понять такое выражение, как п ( θ , θ * ) | α , и мы можем сделать это тем же способом, который позволяет нам умножать действительный вектор на комплексный скаляр: тензорное произведение.

Если «физический» Гильберт ЧАС пространство состоит из векторов:

| "=" α | 0 + β | 1 ,
где α , β обычные комплексные числа, мы определяем векторное пространство ЧАС "=" г ЧАС . Умножение на числа Грассмана можно определить на разложимых тензорах следующим образом:
Вопрос ( п | ) "=" ( Вопрос п ) |
и продолжена по линейности на все пространство ЧАС . В частности, старый ЧАС можно рассматривать как подпространство, натянутое на элементы 1 | , а умножение на скаляр λ в ЧАС согласуется с умножением на «число Грассмана» λ на ЧАС .

Все остальное - просто формальные манипуляции, плюс какое-то специальное определение, например, чтобы понять смысл спряжения п | | п * . Например, вы можете ввести «когерентное состояние»

| θ "=" | 0 + θ | 1 ,
который является собственным вектором а идентификатор г а :
а | θ "=" θ | θ ,
что может быть причиной того, что в вашей книге представлены числа Грассмана.

В комментариях я предложил ту же идею: гильбертовы пространства для фермионов не над С , но над алгеброй Грассмана расширением скаляров. Это выглядит как разумная интерпретация, но я буду счастлив, если увижу ссылку с четким объяснением этого момента как «эталона» для квантования ферми-полей.
Привет, Алекс, все книги, которые я видел, интуитивно умножают векторы на антикоммутирующие числа без каких-либо комментариев, поэтому я не могу тебе помочь. Это мой личный способ понять это, и я не вижу в этом никаких трудностей, но я понимаю, что вы хотели бы увидеть «стандартизированное» лечение. Вы можете попробовать прочитать Swanson, «Интегралы по путям и квантовые процессы», в котором есть довольно обширный раздел по этому вопросу, но он не вдается в эти (немного утомительные) детали. Надеюсь это поможет