Noether cobra por Lorentz Transformation en términos de operadores de creación / aniquilación

Estoy tratando de calcular la carga conservada para una simetría de Lorentz continua para un campo escalar real en términos de operadores de creación/aniquilación. Así que tengo,

L = 1 2 m ϕ m ϕ 1 2 metro 2 ϕ 2

Siguiendo un argumento similar a ¿Qué ley de conservación corresponde a los impulsos de Lorentz? , puedo demostrar que, la carga conservada es,

METRO m v = ( X m T 0 v X v T 0 m ) d 3 X

Sin embargo, necesito expresar esto en términos de operadores de creación y aniquilación. Así que comencé escribiendo los términos de mi tensor de tensión-energía.

Para este problema, estamos escribiendo la Transformación de Lorentz como:

Λ v m = d v m + ω v m

dónde ω es antisimétrico. Debido a esto, nuestro tensor de tensión-energía también va a ser antisimétrico, por lo que T 00 = 0 . Esto me permite escribir:

T 0 m = L ( 0 ϕ ) m ϕ d 0 m = 1 2 0 ϕ m ϕ

Usando esto, obtengo,

METRO m v = 1 2 X X v 0 ϕ m ϕ X m 0 ϕ v ϕ

Si usamos la firma (1, -1, -1, -1) para nuestra métrica, podemos escribir,

METRO m v = 1 2 X X v ϕ ˙ m ϕ X m ϕ ˙ v ϕ = 1 2 X X v Π ( X , t ) m ϕ X m Π ( X , t ) v ϕ

dónde Π ( X , t ) es nuestro momento canónico conjugado (densidad).

Ahora, estoy un poco dudoso acerca de la siguiente parte, pero lo que hice a continuación fue argumentar que porque X m va a ser solo un componente del vector de posición 4 (y por lo tanto un número), puedo moverlo fuera de la integral para escribir

METRO m v = 1 2 [ X m d 3 X Π ( X , t ) v ϕ X v d 3 X Π ( X , t ) m ϕ ]

Los signos se voltearon cuando bajé el índice. Esto da,

METRO m v = 1 2 [ X m PAG v X v PAG m ] = 1 2 [ X v PAG m X m PAG v ]

Esto tiene sentido porque toma la forma de momentos angulares, pero no sé cómo simplificar esto para obtenerlo en términos de la suma de un producto de operadores de creación/aniquilación, uno de los cuales es diferenciado. Estoy atrapado aquí.

Tal vez podrías usar ahora las expresiones del operador de campo y momento en términos de operadores de creación/aniquilación: \phi(x) = \int {d^3p}\frac{1}{\sqrt{\omega_p}} a_p e^{ipx}+a^\dagger_p e^{-ipx}} etcétera.
¡El tensor de tensión para campos escalares es simétrico! T 00 es el hamiltoniano de la teoría.

Respuestas (1)

No anotó los operadores de creación y aniquilación con los que titula su pregunta. Te dejaré escribir el completo. T 0 j =: Π j Φ :   en términos de modos de oscilador 3D canónicos ,

[ a ( k ) , a ( k ) ] = [ a ( k ) , a ( k ) ] = 0 , [ a ( k ) , a ( k ) = ( 2 π ) 3   2 ω k   d 3 ( k k ) , Φ ( X ) = d 3 k ( 2 π ) 3 2 ω k ( a ( k ) mi i k X + a ( k ) mi i k X ) , Π ( X ) = i d 3 k ( 2 π ) 3 2 ( a ( k ) mi i k X a ( k ) mi i k X ) ,
para ω k = metro 2 + k 2 . La teoría del campo escalar es un simple reempaquetado de una infinidad de osciladores: vaya a su texto favorito. En cualquier caso, sacar las x de las integrales x es simplemente incorrecto .

Entonces es evidente que

METRO 0 j = i d 3 k ( 2 π ) 3 2 ω k a ( k ) ( ω k k j ) a ( k )   , METRO j yo = i d 3 k ( 2 π ) 3 2 ω k a ( k ) ( k j k yo k yo k j ) a ( k )   .
¿Puede verificar ahora que conducen a los conmutadores algebraicos de Lie necesarios para el grupo?

¿Puede comprobar el incremento de campo "clásico" de la acción de la pieza de rotación en el campo,

[ METRO j yo , Φ ( X ) ] i ( X j X yo X yo X j ) Φ ( X )     ?

Hay un t PAG j término que falta en METRO 0 j , ¿bien? (aunque este término no cambia el álgebra de mentira homogénea).
Sí, correcto, la misma porción de tiempo.
Todavía no estoy seguro de cómo llegaste directamente a las expresiones anteriores.
¿Conoce la resolución estándar de los campos canónicos en términos de operadores de creación y aniquilación y las reglas estándar del análisis de Fourier? Tal vez debería volver a escribir su pregunta demostrando eso, es decir, la segunda cuantización, y omitir el deslizamiento incorrecto de las x s.