ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.06.2024
Просмотров: 1521
Скачиваний: 2
15.9. Формализм Баталина–Вилковыского |
61 |
Поля являются внешними, и им следует придать подходящие зна- чения, прежде чем использовать S[χ,χ‡] для вычисления S-матри-
цы. Для этой цели введем произвольный фермионный функционал Ψ[χ] с духовым числом –1 и положим *
‡ |
δΨ[χ] |
|
|
|
χ = |
|
. |
(15.9.5) |
|
δχn |
||||
n |
|
Тогда формула (15.9.1) примет вид
Sϕ, δΨδχ = I[ϕ] + (sχn ) δΨ[χ]δχn = I[ϕ] + sΨ[χ] . (15.9.6)
Сравнение с (15.8.14) показывает, что это то же самое, что и действие INEW[χ] с фиксированной калибровкой. Отсюда, используя те
же аргументы, что и в предыдущем разделе, мы видим, что физи- ческие матричные элементы не изменяются в результате малых изменений Ψ. Действие (15.8.7), построенное методом Фаддеева−
Попова−де Витта, соответствует выбору Ψ = –ω*AfA, для которого ϕ‡r = ω*AδfA/δϕr, ω‡C = 0 è ω*‡A = –fA.
До сих пор не возникло ничего нового. Первый новый момент заключается в том, что мастер-уравнение (15.9.2)‡ можно использовать в более общих теориях, считая, что S[χ,χ ] — нелинейный функционал антиполей χ‡n. (Как обсуждалось в предыдущем разде-
ле, для приводимых теорий следует также включить в число полей χn госты для‡ гостов, а также их антиполя.) Как и выше, выберем статистику χ n противоположной статистике χn, а гостовское число этих полей равным –gh(χn) – 1, и потребуем, чтобы S[χ,χ‡] был бозонным оператором с духовым числом нуль. Так как поля ω*A è hA
имеют линейные БРСТ преобразования, они не подвержены тем усложнениям, которые возникают у других полей χn (ñì. â ýòîé
связи раздел 16.4). Поэтому как эти поля, так и их антиполя входят в действие S[χ,χ‡] так же, как и в (15.9.1). Иными словами,
S = S |
[ϕ, ω, ϕ‡, ω‡] − hAω*‡, |
(15.9.7) |
min |
A |
|
* Здесь нет нужды различать левое и правое дифференцирование, так как и χn, è δΨ/δχn должны быть бозонными величинами.
62 Глава 15. Неабелевы калибровочные теории
ãäå ϕ‡r, ω‡A è ω*‡A — антиполя к ϕr, ωA è ω*A с духовыми числами – 1, –2 и 0, соответственно, а Smin[ϕ, ω, ϕ‡, ω‡] – некоторый бозон-
ный функционал с духовым числом нуль. Последнее слагаемое в (15.9.7) не влияет на мастер-уравнение, так что само Smin удовлетворяет этому уравнению *.
Так как действие Smin имеет гостовское число нуль, его разложение по степеням антиполей должно иметь вид:
S |
= I[ϕ] + ω A fr |
[ϕ]ϕ‡ + |
1 |
ω Aω B fCAB[ϕ]ω‡ |
|
|||
|
|
|||||||
min |
|
A |
r |
2 |
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 1 |
ω Aω B frsAB[ϕ]ϕ‡rϕ‡s + ω Aω BωC frDABC [ϕ]ϕ‡rω‡D |
|
|||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
(15.9.8) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 1 |
ω Aω BωCω DfEFABCD[ϕ]ω‡ |
ω‡ |
+ L. |
|
|||
|
2 |
|
|
|
E |
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Первое слагаемое в правой части мастер-уравнения (15.9.2) — нулевого порядка по антиполям (следовательно, первого порядка по ωA),
è îíî äàåò
0 = f r |
[ϕ] |
δI[ϕ] |
, |
(15.9.9) |
|
||||
A |
|
δϕr |
||
|
|
|
Но это означает, что I[ϕ] инвариантно относительно преобразования
ϕ r → ϕr + εA f r |
[ϕ] |
(15.9.10) |
A |
|
|
с произвольными инфинитезимальными εA.‡Рассматривая слагаемое в мастер-уравнении, пропорциональное ϕ s справа и ωAωB слева,
находим:
0 = fr |
[ϕ] |
δfs |
[ϕ] |
− fr |
[ϕ] |
δfs |
[ϕ] |
+ fCAB[ϕ]fs |
[ϕ] + |
δI[ϕ] |
|
[ϕ] , |
|
B |
|
A |
|
|
frs |
(15.9.11) |
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
A |
|
δϕr |
B |
|
δϕr |
C |
|
δϕr |
AB |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
После того, как выполнены уравнения поля δI/δϕ = 0, это выраже-
ние становится коммутационным соотношением для преобразования (15.9.10) (со структурными константами fCAB[ϕ]). Åùå îäíî ëè-
*Ïîëÿ ϕr, ωA, ϕ‡r, ω‡A иногда называют минимальными переменными,
àïîëÿ òèïà ω*A è hA, которые вместе со своими антиполями входят били-
нейно, как в формуле (15.9.7), называют тривиальными парами.
15.9. Формализм Баталина–Вилковыского |
63 |
нейное по антиполям слагаемое в мастер-уравнении пропорционально |
||||||
ωAωBωC слева и ω‡D справа. Оно дает |
|
|
|
|
||
0 = fr [ϕ] |
δfDBC] [ϕ] |
− fE[AB[ϕ]fDC]E [ϕ] + frD |
[ϕ] |
δI[ϕ] |
, |
(15.9.12) |
|
|
|||||
[A |
δϕr |
ABC |
|
δϕr |
|
|
|
|
|
|
|
где квадратные скобки в нижних индексах указывают на антисимметризацию по отношению к заключенным в скобки индексам А, В и С. На уравнениях движения это выражение становится обобщенным тождеством Якоби (15.8.12). Уравнение (15.9.11) — необходимое условие для совместности условия симметрии (15.9.9) (в предположении, что frA доставляют полный набор калибровочных симметрий *), а уравнение (15.9.12) есть необходимое условие для совместности коммутационных соотношений (15.9.11). Заметим, что те слагаемые в (15.9.11) и (15.9.12), которые возникают из квадратич- ных по антиполям слагаемых в Smin, пропорциональны δI[ϕ]/δχ, òàê
что они обращаются в нуль, если удовлетворяются уравнения поля. В этом смысле, они характерны для открытых алгебр симметрии. Слагаемые в мастер-уравнении второго или более высокого порядка по антиполям возникают от слагаемых третьего и/или более высоких порядков по антиполям в Smin. Они обеспечивают условия совместности для соотношений (15.9.11) и (15.9.12), условия совместности для этих условий совместности, и т. д. Достоинством формализма Баталина−Вилковыского является то, что все эти ус-
ловия совместности содержатся в одном мастер-уравнении.
Это уравнение можно иначе интерпретировать как утверждение об инвариантности S относительно обобщенного преобразования БРСТ. Чтобы увидеть это, а также для дальнейших применений, полезно ввести формальный объект, известный как антискобка. Возвращаясь к прежним обозначениям, определим антискобку двух произвольных функционалов F[χ,χ‡] è G[χ,χ‡] следующим образом:
(F, G) ≡ |
δ |
F δ |
|
G |
− |
δ |
|
F δ |
G |
|
||||||
|
R |
|
|
L |
|
|
R |
|
|
L |
. |
(15.9.13) |
||||
|
n |
|
|
|
‡ |
|
‡ |
|
|
n |
||||||
|
δχ |
|
δχ |
n |
|
δχ |
n |
|
δχ |
|
* Это предположение называют условием полноты для генераторов калибровочной симметрии. — Прим. ред.
64 |
Глава 15. Неабелевы калибровочные теории |
Заметим, что правые и левые функциональные производные бозонного функционала типа S по бозонным или фермионным полевым переменным либо просто равны друг другу, либо равны друг другу с противоположным знаком, соответственно. Так как или χ‡n èëè χn
всегда фермионное поле, а другое – бозонное, отсюда вытекает, что в антискобке (S,S) второе слагаемое в правой части (15.9.13) изменяет знак, если поменять порядок левого и правого дифференцирования:
δRS |
|
δLS |
= − |
δLS |
|
δRS |
= − |
δRS |
|
δLS |
. |
||||
δχ |
|
δχ |
|
|
|
||||||||||
|
δχ |
n |
|
δχ |
n |
δχ |
n |
|
δχ |
|
|
||||
‡ |
|
|
‡ |
|
|
|
|
‡ |
|||||||
n |
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
(Последний шаг разрешен, поскольку один из множителей бозонный, и их порядок несуществен.) Мы видим, что второе слагаемое справа в формуле (15.9.13) для (S,S) равно первому с обратным знаком. Поэтому мастер-уравнение (15.9.2) можно записать как требование, чтобы антискобка действия S с самим собой обращалась в нуль:
(S, S) = 0 . |
(15.9.14) |
Это требование нетривиально, так как антискобка обладает общим свойством симметрии
(F, G) = ±(G, F) , |
(15.9.15) |
где знак +1 берется, когда F и G — оба бозонные функционала, а знак –1 — во всех остальных случаях. В частности, антискобка (F,F) автоматически равна нулю, если F — фермионный (но не бозонный) функционал.
Обобщенное БРСТ преобразование определяется формулами:
$ |
|
n |
|
δRS |
|
n |
|
|
||
δθχ |
|
= θ |
|
= −θ(S, χ |
|
) , |
(15.9.16) |
|||
|
‡ |
|
||||||||
|
|
|
|
δχ |
n |
|
|
|
|
|
$ |
‡ |
|
δRS |
‡ |
|
|
||||
δθχn |
= θ |
|
|
= −θ(S, χn ) , |
(15.9.17) |
|||||
δχn |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ãäå θ — фермионная инфинитезимальная константа. (Когда S имеет
вид (15.9.1), преобразование c совпадает с исходным БРСТ преобразованием = θsχn.) Чтобы вычислить результат действия этого пре-