En tres dimensiones, la conocida acción de Lorentz Chern-Simons es
SCS= ∫d3Xεμ νρ(ωmun segundoRvρ un segundo+23ωμ unbωvbCωρc _a)(1)
dónde
ωμ a b
es la conexión de espín de Lorentz y
Rμ νun segundo
es su intensidad de campo correspondiente,
Rμ νun segundo=∂mωvun segundo−∂vωμ a b+ωμ unFωvFb−ωvaFωμ fb.(2)
Me gustaría obtener la ecuación de movimiento correspondiente a una variación arbitraria en el vielbein
miam
, que está relacionado con la conexión de espín a través de la condición de torsión cero (o, de manera equivalente, la condición de compatibilidad de vielbein). Siguiendo las instrucciones de la nota al pie de la página 438 en [1] (página 30 de la portada), varío (1) con respecto a la conexión de espín a obtener,
d[SCS] = ∫d3Xεμ νρRvρun segundodωμ a b.(3)
Ahora, variando la condición de compatibilidad de vielbein, podemos obtener
dωμ a b
en términos de una variación en el vielbein,
0 =∇mmiva=∂mmiva+ωμ a bmivb−Γρμ νmiρ un⟹dωμ a b=mibv( dΓρμ νmiρ un−∇mdmiva) .(4)
Después de insertar (4) en (3), el segundo término de (4) no contribuye porque después de integrar por partes, tenemos un término de la forma
εμ νρ(∇mRvρun segundo)mibσdmiσa
que se desvanece en virtud de la segunda identidad de Bianchi en
R
. Por lo tanto, la variación total es
d[SCS] = ∫d3Xεμ νρRvρα _σdΓαμ σ(5)
que ahora se puede expresar completamente en términos de la variación de la métrica. Todo lo que he hecho hasta ahora ha seguido las instrucciones de la nota al pie antes mencionada. Los autores afirman ahora que al expresar
dΓμ σα
en términos de
dgramoμ ν
se puede demostrar que el resultado es
d[SCS] = ∫d3XCμ νdgramoμ ν(6)
dónde
Cμ ν
es el tensor de algodón definido por
Cμ ν=εμ α β∇αR˜βv,R˜α β=Rα β−14gramoα βR ,(7)
(
R˜
es el tensor de Schouten). Sin embargo, a pesar de los comentarios de los autores, no puedo llegar a (6) a partir de (5). La razón es la siguiente. Al aplicar la conocida fórmula
dΓαμ σ=12gramoα β(∇mdgramoβσ+∇σdgramoβm−∇βdgramoμ σ)(8)
a (5) e integrando los tres términos por partes, el primero desaparece por la identidad de Bianchi nuevamente, mientras que el segundo es igual al tercero. Esto me lleva al siguiente resultado,
d[SCS] = ∫d3Xεμ νρ∇βRvρ βσdgramoμ σ(9)
que, después de usar la identidad
∇βRvρ βσ=∇vRσρ−∇ρRσv,(10)
reduce a
d[SCS] = 2 ∫d3Xεμ νρ∇vRρσdgramoμ σ.(11)
También se habría llegado a la misma conclusión si se hubiera utilizado la observación de que en D=3,
Rα βγd=gramoα γR˜βd+gramoβdR˜α γ−gramoα δR˜βγ−gramoβγR˜α δ.(12)
El integrando en (11) claramente no es equivalente al de (6), los términos proporcionales al escalar de Ricci no son aparentes. ¿Qué salió mal?
[1]: S. Deser, R. Jackiw, S. Templeton; Teorías de calibre topológicamente masivas (1982).
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