Relación del punto de evaluación en la integral de trayectoria con ambigüedades de ordenación. Ejemplo con partículas en el campo de calibre

Estoy estudiando un libro de texto de Schulman od Path Integration. En los primeros capítulos de este libro, utiliza la forma lagrangiana de la integral de trayectoria y llega a la conclusión de que cuando una partícula se mueve en un campo de calibre externo, es necesario utilizar la regla del punto medio para la evaluación de A ( X ) en integrales de trayectoria. Me gustaría comparar eso con lo que se hace en Weinberg (campos cuánticos). Allí explica que la elección del punto de evaluación es equivalente a elegir el orden de los operadores en la contrapartida cuántica de la función clásica. Seguí los pasos realizados allí y descubrí que podemos construir integrales de trayectoria evaluadas usando la regla del punto final siempre que tomemos el hamiltoniano clásico como

H mi F F = ( pag q A ) 2 + i q A 2 metro + q V ( X ) .
Si realizamos la integración gaussiana en la versión hamiltoniana de la integral de trayectoria, obtenemos la formulación lagrangiana con Lagrangian
L mi F F = metro 2 X ˙ 2 + q A X ˙ i q 2 metro A q V ( X ) .
Se puede verificar directamente que con esta elección de la fórmula integral de ruta habitual de Lagrangian aproximada con el método del punto de silla produce resultados correctos en el sentido de que la función de onda satisface la ecuación de Shrodinger con el operador hamiltoniano correcto. Al principio parece que todo está en orden, ¡pero en realidad no del todo! El problema es que la acción obtenida con estos L o H no se transforma "como debería" bajo transformaciones de calibre. Parece que aquí se pierde algo importante.

Pregunta: ¿Se pueden realmente tratar en serio las explicaciones de Weinberg? ¿Cuál es la relación exacta entre el punto de evaluación en la integral de trayectoria y las ambigüedades de orden en la cuantificación? ¿Hay alguna manera de preservar la covarianza de calibre obtenida por el procedimiento presentado en Weinberg (con regla de punto final)?

¿Qué páginas de Schulman & Weinberg?
La sección cuatro de Schulman, "Potenciales vectoriales y otra prueba de la fórmula de la integral de trayectoria", analiza la integral de trayectoria para partículas en un campo magnético. En mi versión del libro es la página 22. En Weinberg vol. 1 en la primera sección del capítulo nueve "Métodos integrales funcionales" (esta es mi traducción del título del polaco al inglés) analiza la estructura general de la cuantificación integral de camino (pero no este ejemplo específico que discuto aquí). Es difícil para mí renunciar a estos dos enfoques.

Respuestas (1)

Weinberg [1] solo analiza la ingenua integral de trayectoria del espacio de fase formal, que ignora los problemas de ordenación de operadores. Para un análisis más cuidadoso, consulte, por ejemplo, Schulman [2] y los enlaces en esta publicación de Phys.SE.

Con respecto a la formulación hamiltoniana de una partícula cargada no relativista en un campo de fondo E&M, tenga en cuenta que el momento canónico pag ^ transforma bajo transformaciones de calibre para restaurar la covarianza de calibre, cf. por ejemplo, Weinberg [3].

Referencias:

  1. S. Weinberg, Teoría cuántica de campos, vol. 1, 1995; Sección 9.1.

  2. LS Schulman, Técnicas y aplicaciones de la integración de caminos, 1981; Cap. 4 y 5.

  3. S. Weinberg, Conferencias sobre mecánica cuántica, 2012; Sección 10.2.

Sé sobre la transformación de pag bajo transformaciones de norma. Sin embargo, en realidad trabajé con el propio Lagrangiano. Bajo transformaciones de calibre, debe transformarse a sí mismo más una derivada total, lo que no es el caso para L Escribí debido al término con A . ¿Es correcto concluir que en este caso el enfoque presentado por Weinberg es simplemente incorrecto?
Permítanme ponerlo de esta manera: usted está leyendo un libro de texto más allá de su alcance introductorio previsto. O expresado alternativamente: cualquier libro de física viene con un descargo de responsabilidad implícito de que depende del lector comprender sus limitaciones.