Заряд Нётер для лагранжиана с производными высшего порядка

Я пытаюсь найти заряд Нётер для симметрии

Икс Икс + ф ( Икс )

Это преобразование должно оставить действие инвариантным, поэтому

г С "=" С ( Икс + ф ( Икс ) , ) С ( Икс ) "=" 0 "=" г т   л ( Икс + ф ( Икс ) , Икс ˙ + ф ˙ , , т ) л ( Икс , Икс ˙ , , т )

С использованием ф ( Икс + ϵ ) ф ( Икс ) ϵ г ф г Икс

г С "=" г т   л Икс ф + л Икс ˙ ф ˙ + л Икс ¨ ф ¨ +
Запись второго члена в виде полной производной
г С "=" г т   л Икс ф + г г т [ л Икс ˙ ф ] ф г г т ( л Икс ˙ ) + л Икс ¨ ф ¨ + "=" л Икс ˙ ф | 0 Т + г т   л Икс ф ф г г т ( л Икс ˙ ) + л Икс ¨ ф ¨ +
Для членов более высокого порядка мы можем сделать то же самое
л Икс ¨ ф ¨ "=" г г т ( л Икс ¨ ф ˙ ) ф ˙ г г т ( л Икс ¨ ) "=" г г т ( л Икс ¨ ф ˙ ) г г т ( ф г г т ( л Икс ¨ ) ) + ф г 2 г т 2 ( л г Икс ¨ )
Итак, теперь интеграл становится
г С "=" н "=" 0 Н л Икс ( н + 1 ) ф ( н ) | 0 Т + г т   ф [ н "=" 0 Н ( 1 ) н г н г т н ( л Икс ( н ) ) ] г г т ( ф г г т ( л Икс ¨ ) ) + "=" 0

Где сумма под интегралом представляет уравнения Эйлера-Лагранжа для невозмущенного действия. Я как бы ожидаю, что термины в штучной упаковке также исчезнут, оставив только первый термин. Правильно ли я сделал, какие шаги я пропустил?

Связано: physics.stackexchange.com/q/123098/2451 и ссылки в нем.

Ответы (1)

В этом ответе мы просто перечислим результат без доказательства. Для действия высшего порядка

(1) С [ д ]   "="   г т   л ( д ( т ) , д ˙ ( т ) , д ¨ ( т ) , д ( т ) , , т )

с вертикальной бесконечно малой квазисимметрией

(2) дельта д я   "="   ε Д я ( д , д ˙ , д ¨ , д , , т ) ,

голый нётеровский заряд равен

(3) Вопрос   "="   к 1 ( г г т ) к 1 ( Д я м к ( м к ) ( г г т ) м к л д я ( м ) ) .

Чтобы распаковать формулу (3) для лагранжиана второго порядка, см., например, мой ответ Phys.SE здесь .