Análogo de espín VS helicidad para simetrías internas

Esta podría ser una pregunta más suave, ya que no. Mientras aprendía sobre las representaciones del grupo de Lorentz, encontré en el libro de Maggiore (Capítulo 2) que partículas masivas de espín j tener 2 j + 1 grados de libertad, mientras que las partículas sin masa solo tienen un grado de libertad, la helicidad. Es por eso que un fotón, que a menudo llamamos partícula de espín 1 sin masa, tiene dos polarizaciones y su "espín" (helicidad en realidad) solo puede tomar dos valores.

El argumento se deriva de tener dos operadores de Casmir para el grupo de Lorentz, PAG m PAG m , W m W m , con W m siendo los 4 vectores de Pauli-Lubanski, que conmutan. Después de eso, hacemos la distinción entre PAG m PAG m = metro = 0 y metro 0 . Por lo que entonces metro = 0 reduce los grados de libertad del campo que se transforma bajo el grupo de Lorentz. Por favor, corrígeme si me equivoco.

Esto puede ser un poco genérico pero, en el caso de una simetría interna (como una simetría de calibre), ¿puede haber una restricción análoga a los grados de libertad? Si es así, ¿hay algún ejemplo de modelos que hagan eso?

Como ejemplo, estoy pensando en una teoría con simetría interna bajo un grupo GRAMO , con sus Casimiros, C 1 , C 2 , . . C norte , con uno C j (análogo a PAG m PAG m para el grupo de Lorentz) tal que C j = 0 (con C j no siendo trivial).

Respuestas (1)

En lo que realmente deberías estar pensando es en un grupo y representaciones.

En el caso masivo, el pequeño grupo es S tu ( 2 ) cuyas representaciones están etiquetadas por un medio entero j y tiene dimensión 2 j + 1 .

En el caso massless, el pequeño grupo os tu ( 1 ) cuyas representaciones están etiquetadas por un medio entero h y tiene dimensión 1 . Sin embargo, queremos que nuestro espacio de Hilbert sea invariante CPT para cada helicidad h representación, también incluimos una helicidad h representación dando 2 grados de libertad para cada | h | .

No hay "restricción" de ningún sentido que suceda en ninguna parte. Los dos tipos de partículas están descritos por dos grupos completamente diferentes, por lo que sus estructuras son diferentes.

Los grupos de simetría interna también pueden tener tales propiedades. Definitivamente es posible. Por ejemplo S L ( 2 , R ) tiene las representaciones habituales de mayor peso (que tiene dimensiones de escala reales y discretas), pero también tienen una representación de serie continua (que tiene dimensiones de escala complejas y continuas) que son totalmente diferentes en estructura.

Generalmente no vemos tales cosas en QFT ya que los grupos de simetría interna suelen ser compactos (el grupo de Poincare y S L ( 2 , R ) ¡no son!)

Oh, no sabía sobre el concepto de un pequeño grupo. Entonces, generalizando este argumento para las simetrías de calibre, nuevamente se trata del pequeño grupo, lo que significa que, dependiendo de cuál sea el pequeño grupo del grupo de calibre (lo que supongo que depende del valor del Casimir antes mencionado que es el análogo de PAG m PAG m , puede dar resultados diferentes?
Los pequeños grupos son simplemente un método de construcción de representaciones. Al fin y al cabo, lo único que importa son las representaciones del grupo. Solo te estaba diciendo que lo que estás pensando como "restricciones" no son eso en absoluto, son simplemente dos tipos completamente diferentes de representaciones del grupo de Poincar\'e.
Sí, gracias por aclarar la confusión. Entonces, volviendo a lo que pregunté (aparte del error de "restricción"), no veo ninguna razón por la que esto no deba ser el caso de las simetrías internas del grupo, ¿verdad?
Supongo que realmente no entiendo a qué estás tratando de llegar aquí. Definitivamente es posible que algunas representaciones tengan algunos Casimiros que desaparecen.
Supongo que lo que estoy diciendo es que dado que la masa (siendo el valor de uno de los Casimiros del grupo de Lorentz) puede dar lugar a dos tipos diferentes de partículas (aparte de sus diferencias en su masa, su espín/helicidad difiere), yo No veo cómo no puede suceder algo similar cuando consideramos una simetría de grupo interno en lugar de la simetría de Lorentz (con un Casimir relacionado con ese grupo de calibre que tiene valores que podrían darnos una estructura totalmente diferente para sus partículas correspondientes).
Definitivamente es posible. Por ejemplo S L ( 2 , R ) tiene las representaciones habituales de mayor peso, pero también tienen una representación en serie continua que son totalmente diferentes en estructura. Generalmente no vemos tales cosas en QFT ya que los grupos de simetría interna suelen ser compactos (el grupo de Poincare y S L ( 2 , R ) ¡no son!)
¡Ay, muchas gracias! Si pudiera incluir esto en su respuesta principal, lo aceptaré :) Nuevamente, gracias por ser tan servicial y atento.
Lo he agregado a la respuesta.