¿Por qué una cierta derivada covariante del tensor tensión-energía desaparece debido a la invariancia del difeomorfismo?

En el volumen 1 de teoría de cuerdas de Polchinski, en el capítulo 1.2, después de la ecuación 1.2.22, dice

a T a b = 0
como consecuencia de la invariancia del difeomorfismo.

Pero no puedo deducirlo. Mi derivación es la siguiente:

Bajo la reparametrización: σ a = σ a + ϵ a

d X m = X m ( τ , σ ) X m ( τ , σ ) = ϵ a a X m

d γ a b = γ a , b ( τ , σ ) γ a b ( τ , σ ) = a ϵ b b ϵ a
Como se trata de una simetría, se deja invariante la acción hasta una derivada total. Pero en este caso, si elegimos ϵ = 0 en el límite de la hoja del mundo, la acción es invariable:
d S = 0

Así tenemos:

d S = d S d γ a b d γ a b + d S d X m d X m = 0

Por definición:

d S d γ a b = 1 4 π ( γ ) 1 / 2 T a b

Así tenemos

d 2 σ ( 1 4 π ( γ ) 1 / 2 T a b ( a ϵ b + b ϵ a ) + d S d X m d X m ) = 0

Para tener a T a b = 0 , Necesitamos tener d S d X m = 0 , que se puede obtener imponiendo la ecuación de movimiento de X m .No hay nada malo en imponer la ecuación de movimiento para obtener corrientes conservadas.

Pero mi confusión es que si tenemos que imponer la ecuación de movimiento de X m Llegar a T a b = 0 , por qué no podemos usar la ecuación de γ a b ,a saber T a b = 0 para sacar la conclusión. ¿Por qué molestarse en usar eom de X m ?

Agradeceré que si alguien puede ayudar a revisar mi argumento para señalar mi error o explicar el motivo.

Hay una corriente de Noether asociada con la traducción de la hoja del mundo. d σ a = ϵ v a , dada por j a = i v b T a b . Como la traslación es una simetría para cualquier v a , esta corriente se conserva, al igual que el tensor de energía-momento. Eche un vistazo al final de la sección 2.3 y al ejercicio 2.5.
Probablemente entendí mal algo, pero, sí, si tienes T a b = 0 en todas partes esto implica a T a b = 0 . El punto es que la invariancia del difeomorfismo garantiza que la divergencia de T a b es 0 incluso cuando T a b en sí mismo no lo es.
Creo que estos son dos problemas diferentes. En el ejercicio 2.5, y al final de la sección 2.3, la simetría es una simetría global, eliminamos la métrica usando el difeomorfismo y el cambio de escala de Weyl. Pero mi problema tiene que ver con la invariancia del difeomorfismo, que es una simetría local.
Relacionado: physics.stackexchange.com/q/175186/2451 y enlaces allí.

Respuestas (1)

Los detalles hay que completarlos, pero creo que la idea general iba en esta línea: la variación de la acción con respecto a la métrica gramo m v es dado por

d gramo S T m v d gramo m v .
Ahora especialícese en variaciones particulares de gramo m v , los difeomorfismos. Para un difeomorfismo infinitesimal de la forma X m X m + ξ m ( X ) la variación de la métrica viene dada por la derivada de Lie:
d ξ gramo m v = L ξ gramo m v = m ξ v + v ξ m .
Pegue esto en la primera expresión y use T m v = T v m Llegar
d S T m v m ξ v
Integre por partes y descarte el término de superficie para obtener m T m v = 0 .

Ver http://web.mit.edu/edbert/GR/gr5.pdf para más detalles.