SUSY variación Wess-Zumino

Estoy siguiendo el libro de John Terning sobre supersimetría y, en particular, estoy tratando de verificar las variaciones susy del modelo Wess-Zumino dado por

L s = m ϕ m ψ , L F = i ψ σ ¯ m m ψ

Para calcular la variación de la parte fermiónica es necesario considerar:

[ σ m σ ¯ v + σ v σ ¯ m ] α β = 2 η m v d α β , [ σ ¯ m σ v + σ ¯ v σ m ] α ˙ β ˙ = 2 η m v d α ˙ β ˙ , d ψ = i ( σ v ϵ ) α v ϕ

Siguiendo el libro uno solo necesita usar las propiedades mencionadas del σ 's, al hacerlo

d L F = ϵ σ v v ϕ σ ¯ m m ψ + ψ σ ¯ m σ v ϵ m v ϕ d L F = 2 ϵ m ϕ m ψ + 2 ψ ϵ m m ϕ + ϵ σ m σ ¯ v v ϕ m ψ ψ σ ¯ v σ m ϵ m v ϕ

Mientras que la respuesta correcta viene dada por

d L F = ϵ m ψ m ϕ ϵ m ψ m ϕ + m ( ϵ σ m σ ¯ v ψ v ϕ ϵ ψ m ϕ + ϵ ψ m ϕ )

eso cancela exactamente la parte bosónica de la acción. Realizar alguna integración por partes en mi cálculo da

d L F = 2 ϵ m ϕ m ψ 2 m ψ ϵ m ϕ + m ( 2 ψ ϵ m ϕ ) + ϵ σ m σ ¯ v v ϕ m ψ ψ σ ¯ v σ m ϵ m v ϕ

Si bien los primeros 3 términos se asemejan a la respuesta correcta, hay problemas con el factor de 2 y si integro por partes los 2 términos restantes obtengo 2 derivadas totales más 2 términos que no parecen cancelarse entre sí. ¿Qué es lo que me falta para obtener el resultado correcto?

Respuestas (1)

Empezando con L F = i ψ σ ¯ m m ψ podemos calcular la variación de este término cinético usando d ψ = i σ v ϵ v ϕ (lo que implica d ψ = i ϵ σ v v ϕ , desde el σ m / σ ¯ m son hermíticos)

d L F = ϵ σ v σ ¯ m v ϕ m ψ + ψ σ ¯ m σ v ϵ m v ϕ .

El objetivo es simplemente obtener los términos necesarios para cancelar las variaciones del término complejo de energía cinética escalar. En el primer término, inserta la identidad [ σ m σ ¯ v + σ v σ ¯ m ] α β = 2 η m v d α β y observe que la simetría de derivadas parciales en el segundo término nos permite escribir ( σ ¯ m σ v ) α ˙ β ˙ m v ϕ = 1 2 ( σ ¯ m σ v + σ ¯ v σ m ) α ˙ β ˙ m v ϕ = d α ˙ β ˙ m m ϕ por lo que obtenemos

d L F = 2 ϵ m ϕ m ψ + ϵ σ m σ ¯ v v ϕ m ψ + ψ ϵ m m ϕ .

La mitad del primer término cancelará una parte del ϕ Término KE. Podemos obtener el segundo término que necesitamos insertando la regla de la cadena m ( ψ α ˙ m ϕ ) = m ψ α ˙ m ϕ + ψ α ˙ m m ϕ en el último término para obtener

d L F = 2 ϵ m ϕ m ψ + ϵ σ m σ ¯ v v ϕ m ψ + m ( ψ ϵ m ϕ ) ϵ m ψ m ϕ

donde notamos que ψ ϵ = ϵ ψ . Ahora simplemente necesitamos escribir los dos términos innecesarios (la mitad del primero y el segundo) como una derivada total. Insertando la regla de la cadena en la mitad del primer término da m ( ϵ ψ m ϕ ) + ϵ ψ m m ϕ y también haciendo lo mismo en el segundo término da como resultado m ( ϵ σ m σ ¯ v ψ v ϕ ) ϵ σ m σ ¯ v ψ m v ϕ = m ( ϵ σ m σ ¯ v ψ v ϕ ) ϵ ψ m m ϕ donde hemos usado de nuevo la simetría de las derivadas parciales. El resultado es entonces

d L F = ϵ m ϕ m ψ m ( ϵ ψ m ϕ ) + ϵ ψ m m ϕ + m ( ϵ σ m σ ¯ v ψ v ϕ ) ϵ ψ m m ϕ + m ( ψ ϵ m ϕ ) ϵ m ψ m ϕ = ϵ m ϕ m ψ ϵ m ψ m ϕ + m ( ϵ σ m σ ¯ v ψ v ϕ ϵ ψ m ϕ + ψ ϵ m ϕ ) .