Un paso en la derivación del momento magnético del electrón en el libro QFT de Zee

En el capítulo III.6 de su Teoría cuántica de campos en pocas palabras , A. Zee se propone derivar el momento magnético de un electrón en la electrodinámica cuántica. Comienza reemplazando en la ecuación de Dirac la derivada m por la derivada covariante D m = m i mi A m , dónde A m es un campo electromagnético externo (clásico). Tenemos

( i γ m D m metro ) ψ   =   0.
De ahí se deriva
( D m D m mi 2 σ m v F m v + metro 2 ) ψ   =   0 ,
donde, como siempre, F m v = m A v v A m y σ m v son los conmutadores del Dirac γ matrices:
σ m v = i 2 [ γ m , γ v ] .

Mi problema trata con un paso aparentemente simple que utiliza Zee en la derivación. Él afirma que

( i / 2 ) σ m v [ D m , D v ] = ( mi / 2 ) σ m v F m v .
Sin embargo, obtengo
[ D m , D v ] = i mi m A v + i mi v A m i mi A m v + i mi A v m = i mi F m v i mi A m v + i mi A v m ,
pero no veo ahora por qué los dos últimos términos desaparecen cuando se multiplican por σ m v . Incluso traté de usar las expresiones explícitas para σ m v y obtuvo un valor distinto de cero. Tengo la sensación de que me estoy perdiendo algo realmente simple aquí. ¿Alguien ve lo que hice mal?

Respuestas (2)

Cuando haces el conmutador tienes que recordar que actúa sobre algo. Eso significa que tendrás (no importa la convención de i y e):

[ D m , D v ] ϕ = ( [ m , A v ] [ A m , v ] ) ϕ

¡Ahora debes tener en cuenta la regla de la cadena para la diferenciación! El primer conmutador se evalúa como:

( m A v ) ϕ A v ( m ϕ ) + A v ( m ϕ ) = ( m A v ) ϕ

Hacer eso para el segundo conmutador también da el resultado deseado.

Saludos, un amable ayudante

Editar: Gracias por la corrección de Latex :)

Bien. Supongo que estaba cegado por la apariencia de m A v v A m así que olvidé que el s seguían operando en todo a su derecha. Gracias.

Has olvidado que la expresión [ D m , D v ] es un operador, por lo que las derivadas actúan sobre todo a su derecha. Es más fácil resolver las cosas si realmente opera su expresión en una función de prueba arbitraria F ( X ) . Entonces, en su última ecuación, por ejemplo, el primer término en el lado derecho del primer signo de igualdad se convierte en

i mi m A v i mi m ( A v F ( X ) ) = i mi ( m A v ) F ( X ) i mi A v ( m F ( X ) ) .
Realice este procedimiento en su totalidad y los términos no deseados deben cancelarse.

Esto es básicamente idéntico a la respuesta de A friendly helper y ambas son correctas. Acepto su respuesta porque fue un poco más rápido, pero muchas gracias de todos modos.
sí, un amable ayudante publicó mientras aún estaba escribiendo esto, por lo que se lo merece :)