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  107. 96. 纯量场的守恒流
  108. 97. 非相对论纯量场
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  113. 102. 旋量场的守恒流
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  116. 105. Einstein 度规
  117. 106. 相互作用
  118. 107. 谐振子量子化
  119. 108. 旋量场杂项
  120. 109. 参考

note-math

[action-point-particle-relativity] 作用量

结果是测地线

使用时空 的 metric volume form 限制在一维路径, 得到长度 , 使用的是二次型的平方根, 而不是单纯的二次型

对于路径, 在 "时间坐标" , let . 作用量

[equation-point-particle-relativity] let . 类似 非相对论的情况, 作用量的方程

[point-particle-relativity-approximate-to-non-relativity] 相对论作用量 "近似" 到非相对论作用量

然后常值 将会变分到零

这种非相对论近似极限的方式是坐标依赖的. 在弯曲流形上, 由于可能需要多个坐标覆盖整个流形, 非相对论近似极限的的定义问题会更困难

对称与守恒量

时空的对称群是 isometry alias Poincare 群

  • 平移

使用时间坐标. 类似于非相对论的情况, 能量 和 动量 的相对论版本是 [energy-momentum-point-particle-relativity]

记为 4-动量

相对论 Lagrangian 在 下 invariant, 但 boost 仍然改变路径的时间和空间的端点 i.e. 改变作用量

  • 旋转

类似于非相对论的情况, momentum-point-particle-non-relativity 的相对论版本是 [rotation-momentum-point-particle-relativity]

  • boost

boost by 双曲角度

所以 δ boost by 双曲角度, 是

在 的一个坐标中, let 空间向量 , , 对应 δ boost, 定义双曲 cross product

类似于能量的情况, boost 也改变作用量

boost 动量的计算结果中会出现 4-动量从而出现能量

[boost-momentum-point-particle-relativity]

注意 时空 metric 有负定的空间 metric

空间 向量

也是称为 boost 动量

由于使用了 坐标对时间和空间的分离, 尽管旋转动量和 boost 动量是 invariant 的, 但表示方式 和 boost 动量 不是 invariant 的

结合起来, 可以写为角动量

粒子系统

potential

potential

point particle in Lorentz-manifold

对于作用量 和守恒量, 需要用 metric-connection 和 δ-isometry

Example

相对论点粒子和规范场的耦合. 作用量

  • Question

隐藏的 规范对称性

场相互作用中使用的规范变换 会导致联络的变换 . 对于点粒子和电磁场的作用量, 是散度量 , 用边界是零, 得到变分是零

尽管 invariant 的是方程而不是作用量

这不同于例如纯量场的情况是, 作用量也 invariant, 而方程的 invariant 通过协变导数的定义

[current-gauge-particle] 这种隐藏的 规范对称性是否能给出点粒子的守恒 4-电流?

Example

相对论点粒子和规范场的耦合. 作用量

  • Question

隐藏的 规范对称性

场相互作用中使用的规范变换 会导致联络的变换 . 对于点粒子和电磁场的作用量, 是散度量 , 用边界是零, 得到变分是零

尽管 invariant 的是方程而不是作用量

这不同于例如纯量场的情况是, 作用量也 invariant, 而方程的 invariant 通过协变导数的定义

[current-gauge-particle] 这种隐藏的 规范对称性是否能给出点粒子的守恒 4-电流?