¿Qué prohíbe la existencia de un término λ(AμAμ)2λ(AμAμ)2\lambda (A^\mu A_\mu)^2 en la acción Stueckelberg?

En QFT, el "truco" de Stueckelberg se usa a menudo para mostrar cómo se puede escribir un Lagrangiano invariante de calibre completo a partir de uno que no lo es. Por ejemplo, si tenemos

L = 1 4 F m v F m v + metro 2 A m A m ,

la invariancia de calibre se hace evidente cuando reescribimos el bosón de calibre masivo en términos de un nuevo campo vectorial y un campo escalar ϕ : A m A m + 1 metro m ϕ . Entonces, el Lagrangiano es entonces invariante bajo d ϕ = metro Λ ( X ) y d A m = m Λ ( X ) .

Mi pregunta es la siguiente: por lo general, nunca vemos términos presentes en el lagrangiano anterior como λ ( A m A m ) 2 . Además, parece que siempre podemos seguir agregando términos como ( A m A m ) 4 / metro 2 , lo que claramente parece un problema. Si consideramos la teoría de Stueckelberg como una en la que el bosón de Higgs se ha integrado y solo nos quedan los bosones de Goldstone sin masa ϕ , términos como λ ( A m A m ) 2 debería volverse muy relevante a altas energías por análisis dimensional. Me encantaría alguna aclaración sobre por qué nunca están presentes en el Lagrangiano.

Respuestas (2)

La razón es que el Stueckelberg-Lagrangian se escribe para un fotón masivo , un bosón vectorial del tu ( 1 ) grupo calibre. Como los fotones no interactúan entre sí, los términos de interacción (es decir, A 3 o de orden superior) no están presentes.

La idea es que la renormalizabilidad se puede restaurar en una teoría con invariancia de norma rota. El formalismo de Stueckelberg sirve como una herramienta para hacer invariante el calibre Proca-Lagrangiano mediante la introducción de un campo escalar adicional. Al calcular la serie de perturbaciones, su masa se envía al infinito para evitar que este campo influya en los resultados físicos.

Gracias; ¿Cómo se generalizaría este argumento al caso no abeliano?
Puede encontrar un artículo precisamente sobre esta pregunta aquí: ptp.oxfordjournals.org/content/37/2/452
Nota: la capacidad de renormalización solo se restaura en el caso abeliano con este truco. En el caso no abeliano, tiene un modelo sigma no lineal, que tiene un corte más alto, pero aún no es renormalizable.

Un término similar aparece, por ejemplo, en electrodinámica escalar (electrodinámica de Klein-Gordon-Maxwell) como sigue. Como señaló Schroedinger (consulte la referencia en mi artículo en Int'l J. of Quantum Information - http://akhmeteli.org/akh-prepr-ws-ijqi2.pdf ), el campo de materia escalar en la electrodinámica escalar se puede hacer real por una transformada de norma. Las ecuaciones de movimientos resultantes se pueden obtener de un Lagrangiano que contiene un término que es similar al término que usted analiza (consulte la Ec. 14 y la referencia en mi artículo mencionado anteriormente).