Зарядовое сопряжение спиноров Вейля

Мне трудно согласовать два известных мне факта: тот факт, что зарядовое сопряжение спинора преобразуется в то же представление, что и исходный спинор, и тот факт, что (в некоторых измерениях, в частности, в Д "=" 4 ), зарядово-сопряженный левый спинор является правым, и наоборот.

Для ясности я ввожу соответствующие обозначения и терминологию. Позволять γ мю удовлетворяют алгебре Клиффорда:

{ γ мю , γ ν } "=" 2 η мю ν ,
позволять С зарядовая матрица сопряжения , унитарный оператор, определяемый формулой
С γ мю С 1 "=" ( γ мю ) Т .
Можно показать, что (см., например, Веста «Введение в струны и браны» , раздел 5.2), что С Т "=" ϵ С для
ϵ "=" { 1 если  Д 2 , 4 ( м о г 8 ) 1 если  Д 0 , 6 ( м о г 8 ) .
Определять Б "=" ϵ я С γ 0 . Тогда зарядово-сопряженный спинор ψ и оператор М на спинорном пространстве определяются
ψ с "=" Б 1 ψ ¯  и  М с "=" Б 1 М ¯ Б ,
где черта означает простое комплексное сопряжение. Мы определяем
γ "=" я ( Д ( Д 1 ) / 2 + 1 ) γ 0 γ Д 1 ,
и
п л "=" 1 2 ( 1 + γ )  и  п р "=" 1 2 ( 1 γ ) .
Затем мы говорим, что ψ левша , если п л ψ "=" ψ (аналогично для правши). Наконец, закон преобразования для спинора ψ дан кем-то
дельта ψ "=" 1 4 λ мю ν γ мю ν ψ . ( 1 )

Теперь, когда это не так, я считаю, что могу показать две вещи:

дельта ψ с "=" 1 4 λ мю ν γ мю ν ψ с ( 2 )
и
( п л ψ ) с "=" п р ψ с  (для  Д 0 , 4 ( м о г 8 ) ) . ( 3 )
Первый из них говорит, что ψ с трансформируется так же, как ψ а второе означает, что если ψ левша, то ψ с правша (в этих соответствующих размерах).

Мне трудно совместить эти два факта. У меня сложилось впечатление, что когда говорят, что фермион левша, мы имеем в виду, что он преобразуется при представлении (1/2,0) С л ( 2 , С ) (очевидно, я сейчас просто ограничиваюсь Д "=" 4 ). Это зарядово-сопряженное, будучи правым, тогда преобразовывалось бы под действием ( 0 , 1 / 2 ) представление, противоречащее первому факту. Единственный способ, которым я, кажется, могу с этим смириться, состоит в том, что два понятия рукости, хотя и связаны, не являются одним и тем же. То есть, учитывая фермион, который трансформируется при ( 1 / 2 , 0 ) и удовлетворяет п л ψ "=" ψ , затем ψ с превратится как ( 1 / 2 , 0 ) и удовлетворить п р ψ "=" ψ . То есть хиральность, определяемая в смысле п л и п р не зависит от хиральности, определяемой тем, в каком представлении живет фермион Вейля.

Может ли кто-нибудь объяснить это для меня?

Ответы (2)

Ваши уравнения (1) (2), говоря дельта ψ "=" 1 4 λ мю ν γ мю ν ψ с или без с , просто говорит, что оба ψ и ψ с находятся в одном представлении, а именно ( 1 / 2 , 0 ) + ( 0 , 1 / 2 ) .

Третье уравнение (3), говорящее ( п л ψ ) с "=" п р ψ с , просто говорит, что зарядовое сопряжение меняет местами две неприводимые компоненты приводимого представления, которое является спинором Дирака.

Мне он кажется правильным и свободным от противоречий. В базисе, совместимом с разложением спинора на его левую и правую компоненты Вейля, λ мю ν можно привести к блочно-диагональному виду, соответствующему двум С л ( 2 , С ) факторы. Один блок тривиально действует на левые спиноры, другой тривиально на правые спиноры. Применение зарядового сопряжения меняет местами блоки, но не меняет закон преобразования.