Derivada covariante en QCD: ¿Cómo actúa sobre los gluones?

Sea la derivada covariante

D m = m + i gramo   A m a t a , a = 1 , , 8
dónde gramo es el acoplamiento QCD desnudo, A m a son los ocho campos de gluones y t a = 1 2 λ a son los generadores de S tu ( 3 ) . Estoy tratando de averiguar cómo la derivada covariante actúa de manera diferente en quarks y gluones.


Para los quarks , los generadores actuarán en su representación fundamental, como 3 × 3 matrices proporcionales a las matrices de Gell-Mann que actúan sobre un quark con tres componentes de color i :

D m , i j q j = m d i j q j + i gramo   A m a ( t a ) i j   q j = m q i + i gramo   A m a ( t a ) i j   q j


Para los gluones , los generadores deberían actuar a través de su representación adjunta, ya que los gluones mismos son parte del álgebra (se construyen mediante la t a ). La representación adjunta está dada por el S tu ( 3 ) constantes de estructura, ( t a ) b C = i   F a b C . un generador t a en la representación adjunta actúa sobre otro elemento del álgebra de Lie t b como [ t a , t b ] .

D m , a b   A v = D m , a b   A v C t C = m d a b A v C t C + i gramo   A m d A v C   [ t d , t C ] a b ?


Pero luego, si quiero calcular el tensor de intensidad de campo de gluones , no obtengo el resultado correcto:

1 i gramo [ D m , D v ] X = 1 i gramo ( m + i gramo A m ) ( v + i gramo A v ) X [ m v ] = 1 i gramo m v X + m ( A v X ) + A m v X + i gramo A m ( A v X ) [ m v ] = 1 i gramo m v X + m A v X + A v m X + A m v X + i gramo X [ A m , A v ] + i gramo A m A v X 1 i gramo v m X v A m X A m v X A v m X i gramo X [ A v , A m ] i gramo A v A m X = ( m A v ) X ( v A m ) X + 3 i gramo [ A m , A v ] X

El factor 3 debe ser 1.Los términos en rojo no deberían estar allí (en caso de que alguien encuentre esta pregunta), ¡gracias a @Toffomat!

¿Cómo actúa la derivada covariante en un campo de gluones? A m = A m a   t a ? ¿Dónde está el error en mis cálculos?

Respuestas (1)

En efecto [ D m , D v ] no es lo mismo que D m A v D v A m . Al final esto se debe a que D m A v no es una cosa bien definida: D m asigna objetos covariantes a objetos covariantes (en la misma representación), y el potencial de calibre no es covariante (debido a la pieza no homogénea en la transformación).

Lo que debe hacer para calcular la intensidad del campo es considerar que el conmutador actúa sobre algún objeto arbitrario X ,

[ D m , D v ] X .
Cuando expande eso en derivados y campos de calibre, ve que el resultado no tiene derivados que actúen sobre X (ambos X y el A X anulan las cotizaciones), y te quedas con algo que se multiplica X , y eso es (proporcional a) la intensidad del campo.

Actualización para la pregunta actualizada: su error en la última ecuación está en el tercer signo de igualdad. Expandes (de la segunda a la tercera línea)

i gramo A m ( A v X ) i gramo X [ A m , A v ] + i gramo A m X A v ,
mientras que realmente no hay nada para expandir, y los pedidos tampoco coinciden (si, por ejemplo, toma m = v ). (Tenga en cuenta también que cambia erróneamente el orden en el segundo término, donde X m A v debiera ser m A v X .)

Quizás lo que te confunde es la "acción por conmutador". Eso es cierto en el sentido de que las constantes de estructura básicamente forman la representación adjunta, pero en realidad es más instructivo tomar representaciones de matriz reales. Entonces queda claro que cuando X está en alguna representación (piense en un vector de columna), A v X está en la misma representación (piense en matriz por vector), y A m A v X está de nuevo en la misma representación (matriz × matriz × vector), y no se requieren conmutadores.

He editado mi pregunta para ser más preciso gracias a su aporte. ¡Por favor, eche otro vistazo!
Eso tiene sentido, gracias. Entonces, ¿cuándo entra en juego el "actuar como un conmutador"?
La forma más directa de eso es que, por ejemplo, S tu ( norte ) se pueden construir todas las representaciones a partir de lo fundamental, es decir, de lo norte -componente ϕ i y su conjugado ψ j . El adjunto tendría un índice superior y uno inferior, por ejemplo Σ i i j , y los elementos del grupo actúan desde ambos lados ( Σ tu Σ tu 1 ), que se traduce en el conmutador de generadores. ( Σ también es sin rastro, esto generalmente se escribe como norte norte ¯ = a d j 1 .) Pero también puede elegir los generadores adjuntos como matrices T a F a b C ...
.... mientras se ocupa de los índices superior/inferior (forma de matar y todo eso). Entonces el T a tienen automáticamente la dimensión correcta, y las relaciones de conmutación están garantizadas por la identidad de Jacobi.