Corriente conservada en un campo escalar relativista complejo

Para mi clase de teoría de campos tengo la siguiente densidad lagrangiana

L = 1 2 η m v m ϕ v ϕ 1 2 metro 2 ϕ ϕ

Dónde η m v es el tensor métrico (+--- convención) y * denota conjugación compleja. El lagrangiano es invariante bajo ϕ mi i α ϕ y si así dejamos α sea ​​de tamaño infinitesimal, entonces tenemos la siguiente expansión de la transformación ϕ ϕ + i α ϕ . Del teorema de Noether, sé que las corrientes conservadas para las transformaciones de simetría paramétrica s están dadas por

j norte k = L ( k ϕ I ) ( Φ I , norte metro ϕ I X norte metro ) L X norte k ,

y norte = 1 , . . . , s , por una transformación

X i X i = X i + d X i , i = 1 , . . . , d ,

ϕ I ( X ) ϕ I ( X ) = ϕ I ( X ) + d ϕ I ( X ) .

Con ϕ I estando los campos en L . Dónde X y Φ se dan de la siguiente manera

d X i = 1 norte s X norte i d ω norte , d ϕ I ( X ) = 1 norte s Φ I , norte d ω norte

Ahora en la densidad lagrangiana anterior tenemos que d ω = i α , X i = 0 y Φ = ϕ . Ahora, cuando trato de calcular la corriente conservada, me quedo atascado aquí.

j k = L ( k ϕ ) ϕ = 1 2 [ ( η m v m ϕ ) ( k ϕ ) v ϕ + m ϕ ( η m v v ϕ ) ( k ϕ ) ] ϕ

Que según mi profesor debería ser igual 1 2 ( k ϕ ϕ k ϕ ϕ ) . No tengo idea de cómo llega a ese resultado de mi anterior j k .

Respuestas (1)

Suponiendo que no hay gravedad cuántica, η m v es una constante y se puede sacar de la derivada y lo que queda parece una d m k o d v k -expresión de tipo (en el sentido de Kronecker d ), tirando de la k en el m o v respectivamente.

Si está confundido acerca de dónde proviene el signo menos, creo que la forma correcta de pensar en esto es pensar en la variable m ϕ como formalmente independiente de m ϕ . Esto significa que necesitas sumar derivadas para que el teorema de Noether sea feliz. Entonces solo tienes la mitad de la expresión; si en cambio empezamos con:

d L = L ϕ d ϕ + L ϕ d ϕ + η m v ( L ( m ϕ ) v d ϕ + L ( m ϕ ) v d ϕ )

Usando las ecuaciones de Euler, los dos términos de la izquierda son derivados del Lagrangiano que se combinan en un derivado total, dando una corriente

d L     L ( m ϕ ) d ϕ + L ( m ϕ ) d ϕ

y si tu variación d ϕ es imaginario puro, entonces obtendremos un signo entre estas dos expresiones.

Sí, tienes razón, los puse en el derivado para controlar más fácilmente qué subíndices superiores/subíndices se reemplazan. Tengo más problemas para probar que el término ( η m v m ϕ ) ( k ϕ ) v ϕ ϕ = k ϕ ϕ .
@Gehaktmolen Dado que tiene este problema más específico, actualicé mi respuesta para indicar de dónde creo que proviene. No conozco el formalismo exacto de su profesor, pero debería poder usar esas técnicas para que aparezca el signo menos.
Sí, creo que entiendo lo que quiere decir, en mi caso, tratarlos como campos separados significaría que en lugar de elegir Φ = ϕ yo tengo eso Φ 1 = ϕ y Φ 2 = ϕ . que me daría j k = L ( k ϕ ) ϕ + L ( k ϕ ) ϕ . ¿Es esto correcto?
Pienso que si.