Acoplamiento mínimo vs. no mínimo en relatividad general

¿Cuál es la diferencia entre el acoplamiento mínimo y no mínimo en la relatividad general? Una breve introducción al acoplamiento mínimo en relatividad general también podría ser útil.

Creo que es mejor no quedar atrapado en esta pregunta en el contexto específico de GR. Es decir, mire la pregunta en el contexto más general de las teorías de calibre y la teoría del campo efectivo. Para una discusión, consulte la referencia: arxiv.org/abs/1305.0017
Hay muchas razones por las que debería considerar el acoplamiento no mínimo. se discuten en este documento

Respuestas (1)

Pondré como ejemplo el caso de un campo escalar. Asumimos la acción de Einstein-Hilbert:

S gravedad = d 4 X   | gramo | R
Ahora, nos gustaría considerar un campo cuántico en el espacio-tiempo:
S = S gravedad + S asunto + S acoplamiento
A primer orden en la curvatura, el único escalar que acopla la gravedad y el campo cuántico, que podemos construir a partir de un campo escalar ϕ y objetos tensor relacionados con la curvatura, es R ϕ 2 . En general, habrá términos de orden superior si se consideran energías superiores. Tomaremos el Lagrangiano estándar para un campo escalar. La acción total es ahora
S = d 4 X | gramo | ( R + 1 2 gramo m v m ϕ v ϕ + ( metro 2 + ξ R ) ϕ 2 )
Dónde ξ es la constante de acoplamiento. El acoplamiento mínimo equivale al ajuste ξ = 0 . Como puedes imaginar, este es el caso más simple (¿y quizás el más natural?). Otra opción razonablemente popular parece ser ξ = 1 6 . En este caso, decimos que el campo está acoplado conforme a la gravedad, porque la acción ahora es invariante bajo transformaciones conformes de la métrica:
gramo m v Ω 2 ( X ) gramo m v
Cualquier posible ξ 0 es un caso de acoplamiento no mínimo. Básicamente, el acoplamiento mínimo significa evitar la introducción de términos adicionales en la acción.

Danu, podría explicar la diferencia entre configurar ξ = 0 y ξ 0
Bueno, obviamente la diferencia es si el campo se acopla directamente a la gravedad o no.
Donu, ¿Cuál es la interpretación física para que un campo se acople directamente a la gravedad?
Danu, el acoplamiento que se suele encontrar en estos modelos de inflación no mínimamente acoplados es R ϕ 2 y no R ϕ (ver, por ejemplo, Wikipedia ). ¿Es eso lo que querías decir? Y si es así, ¿por qué no se considera que el campo lineal se acople al escalar de Ricci, se puede absorber de alguna manera?
@physicus ¡Tienes toda la razón! Creo que un acoplamiento lineal probablemente produciría una teoría patológica porque el hamiltoniano clásico parece no tener límites desde abajo. También es totalmente posible que un término lineal como este pueda desaparecer a través de una redefinición de campo de alguna manera, aunque no veo de inmediato cómo.
Entonces, ¿cómo un acoplamiento lineal como el de este artículo produce una teoría patológica?
¿Cómo entender esto? ¿Que el campo no interactúa con el campo gravitatorio de ninguna manera, o esta interacción es tan pequeña que puede despreciarse? Después de todo, si el campo tiene energía-momento, debe interactuar gravitacionalmente.