Зачем для введения спинорных полей нужна эта карта в определении спинорной структуры?

Начну с того, что я сейчас понимаю. Пусть SO ( 1 , 3 ) _Т О (1,3)— собственная ортохронная группа Лоренца. Его универсальное покрытие SL ( 2 , C ). Представления его универсального покрытия помечены парами целых или полуцелых чисел ( A , B )какая метка s u C ( 2 )представления. Представления с A + Bцелочисленный спуск к истинным представлениям S O ( 1 , 3 )а те что с А + Вполуцелых нет, и это спинорные представления.

В частности имеем например ( 12 ,0)и ( 0 , 12 )Спиноры Вейля. Сами спиноры являются элементами C 2и при заданном Λ S L ( 2 , C )мы знаем, как оно действует на них через представления D ( 12 ,0)(Л)и D ( 0 , 12 )(Л).

Теперь, учитывая эту установку, мы хотели бы поговорить о спинорных полях в некотором общем пространстве-времени ( M , g ).. Поскольку спиноры вводятся как элементы пространства представления универсального покрытия S O ( 1 , 3 )неудивительно, что связанные поля должны поступать как разделы ассоциированного пучка к главному SL ( 2 , C )-пучок. Однако происходит то, что часто говорят, что нужна спиновая структура, которую можно определить следующим образом:

Определение : Пусть ( M , g )полуриманово многообразие сигнатуры ( t , s )и пусть F ( M )— ассоциированный главный S O ( t , s )-расслоение ортонормированных реперов. Спиновая структура на ( M , g )является главным S p i n ( t , s )-расслоение π S : S ( M ) Mвместе с отображением главного расслоения Φ : S ( M ) F ( M )такое , что Φ ( s⋅Λ ) = Φ ( s ) ⋅ρ ( Λ ) , _

где ρ : S p i n ( t , s ) S O ( t , s )является покрывающей картой.

Чего я не понимаю, так это того, как эта структура используется на практике. Зачем нам нужно это отображение Φ : S ( M ) F ( M )? Почему нам нужно соединить два пучка вместе, чтобы иметь возможность говорить о спинорных полях?

Потому что, если у нас есть только один Sp i n ( t , s )-bundle - или в подписи ( 1 , 3 )один SL ( 2 , C ) _-расслоение — похоже, мы уже можем взять спинорные представления, такие как представления Вейля, и выполнить соответствующую конструкцию расслоения для построения спинорных полей. Почему, помимо того, что через это отображение Φнеобходимо?

Вам не нужен произвольный спин-пакет; вам нужен тот, который покрывает ваш касательный пучок.
Подумав еще немного об этом, не потому ли мы хотим, чтобы SL ( 2 , C ) преобразования на спинорах всегда связаны с локальными преобразованиями Лоренца в локальном ортонормированном репере? Потому что это то, что я думаю, что карта Φ гарантирует: без него мы могли бы действовать с Λ на спиноры независимо от какой-либо локальной «изменения системы отсчета», которая, я думаю, придала бы преобразованию спиноров довольно странную интерпретацию, я думаю.
Да. Общие пучки Spin(N) хороши, но они определяют «внутренние симметрии», а не «внешние». Например, так вы определяете калибровочную теорию с помощью калибровочной группы Spin(N). Здесь пучок не следует касательному, он независим.

Ответы (1)

Почему нам нужно соединить два пучка вместе, чтобы иметь возможность говорить о спинорных полях?

Это продиктовано требованием лоренц-инвариантности лагранжиана Дирака L = i ˉ ψ ψ m ˉ ψ ψ

со спинором ψна С ( М )и пространственно-временная производная на Ф ( М ). Лоренц-инвариантность заставляет вас правильно отображать S ( M ) F ( M ).

Это наоборот, потому что L не определено, пока вы правильно не определите свой спинорный пучок. Таким образом, вы не можете использовать L спорить что-либо о спинорном расслоении, поскольку последнее стоит на первом месте.