O'z-o'zidan er-xotin Palatini harakati - Self-dual Palatini action - Wikipedia

Ashtekar o'zgaruvchilari, bu yangi kanonik formalizm edi umumiy nisbiylik, umumiy nisbiylikning kanonik kvantlanishiga yangi umidlar tug'dirdi va oxir-oqibat olib keldi halqa kvant tortishish kuchi. Smolin va boshqalar mustaqil ravishda aslida nazariyaning Lagranjiy formulasi mavjudligini aniqladilar. Tetradik Palatini harakati umumiy nisbiylik printsipi.[1][2][3] Ushbu dalillar spinorlar nuqtai nazaridan berilgan. Goldberg tomonidan yangi o'zgaruvchilarning uchburchak nuqtai nazaridan mutlaqo tensoriy isboti berilgan[4] va Henneaux va boshqalarning tetradlari nuqtai nazaridan.[5].

Palatini aksiyasi

Uchun Palatini aksiyasi umumiy nisbiylik o'z o'zgaruvchisi sifatida tetradga ega va a spinli ulanish . Ko'proq tafsilotlar va hosilalarni maqolada topish mumkin tetradik Palatini harakati. Spin aloqasi a ni belgilaydi kovariant hosilasi . Fazoviy vaqt metrikasi tetradadan formuladan olinadi Biz "egrilik" ni aniqlaymiz

The Ricci skalar bu egrilik tomonidan berilgan . Umumiy nisbiylik uchun Palatini harakati o'qiladi

qayerda . Spin ulanishiga nisbatan o'zgarish spin ulanish moslik sharti bilan aniqlanishini nazarda tutadi va shuning uchun odatiy kovariant hosilaga aylanadi . Demak, ulanish tetradalar va egriliklarning funktsiyasiga aylanadi egrilik bilan almashtiriladi ning . Keyin haqiqiy Ricci skalaridir . Tetradaga nisbatan o'zgarish Eynshtayn tenglamasini beradi

O'z-o'zini o'zgartiruvchi o'zgaruvchilar

(Anti-) tensorning o'z-o'zini qo'shadigan qismlari

Bizga butunlay antisimmetriya tensori yoki deyiladi kerak bo'ladi Levi-Civita belgisi, , bu qarab qarab +1 yoki -1 ga teng ning juft yoki toq almashinishidir navbati bilan, va har qanday ikkita indeks bir xil qiymatga ega bo'lsa, nolga teng. Ning ichki indekslari Minkovskiy metrikasi bilan ko'tariladi .

Endi har qanday anti-nosimmetrik tensor berilgan , biz uning dualini quyidagicha aniqlaymiz

Har qanday tensorning o'z-o'zini qo'shadigan qismi sifatida belgilanadi

sifatida belgilangan o'zini o'zi boshqarish uchun qarshi qism bilan

(xayoliy birlik ko'rinishi bilan bog'liq Minkovskiy imzosi biz quyida ko'rib chiqamiz).

Tensorning parchalanishi

Endi har qanday anti-nosimmetrik tensor berilgan , biz uni quyidagicha ajratishimiz mumkin

qayerda va ning o'z-o'ziga xos va o'z-o'ziga qarshi tomonlari navbati bilan. Proektorni har qanday tensorning o'z-o'zini ikki qismli qismiga (anti-) belgilang

Ushbu projektorlarning ma'nosi aniq bo'lishi mumkin. Keling, diqqatni jamlaymiz ,

Keyin

Yolg'on qavs

Muhim ob'ekt Yolg'on qavs tomonidan belgilanadi

u egrilik tenzorida paydo bo'ladi (1-tenglamaning so'nggi ikkita muddatini ko'ring), shuningdek, algebraik tuzilishni belgilaydi. Bizda natijalar mavjud (quyida isbotlangan):

va

Bu algebra belgilaydigan Lie qavsidir, ikkita alohida mustaqil qismga bo'linadi. Biz yozamiz

qayerda ning faqat o'z-o'ziga xos (o'z-o'ziga qarshi) elementlarini o'z ichiga oladi

Self-dual Palatini aksiyasi

Biz o'z-o'zini qo'shadigan qismni aniqlaymiz, , ulanish kabi

ixchamroq yozilishi mumkin

Aniqlang o'z-o'zidan er-xotin ulanishning egriligi sifatida

Tenglamadan foydalanish. 2 o'z-o'zini tutashgan ulanishning egriligi ulanish egriligining o'z-o'zini qo'shadigan qismi ekanligini anglash oson,

O'z-o'zini boshqarish harakati

Aloqa murakkab bo'lgani uchun biz murakkab umumiy nisbiylik bilan shug'ullanamiz va haqiqiy nazariyani tiklash uchun tegishli shartlar ko'rsatilishi kerak. Palatini aksiyasi uchun qilingan xuddi shu hisob-kitoblarni takrorlash mumkin, ammo endi o'z-o'zidan er-xotin aloqaga nisbatan . Tetrad maydonini o'zgartirib, Eynshteyn tenglamasining o'z-o'ziga o'xshash analogini oladi:

O'z-o'zini tutashgan ulanishning egriligi ulanish egriligining o'z-o'zini qo'shadigan qismi ekanligi 3 + 1 formalizmni soddalashtirishga yordam beradi (3 + 1 formalizmga parchalanish tafsilotlari quyida keltirilgan). Natijada paydo bo'lgan Hamiltoniya formalizmi a-ga o'xshaydi Yang-Mills o'lchov nazariyasi (bu odatdagi ADM formalizmiga qadar qulab tushadigan 3 + 1 Palatini formalizmi bilan sodir bo'lmaydi).

O'z-o'zidan o'zgaruvchan o'zgaruvchilar uchun asosiy natijalarni chiqarish

Bu erda amalga oshirilgan hisob-kitoblar natijalarini "Ashtekar o'zgaruvchilari klassik nisbiylik" yozuvlarining 3-bobida topish mumkin.[6] Isbotlash usuli II bo'limida keltirilgan Umumiy nisbiylik uchun Ashtekar Hamiltonian.[7] O'z-o'zini o'zi boshqaradigan Lorentsiya tensorlari (anti-) uchun ba'zi natijalarni o'rnatishimiz kerak.

Umuman anti-nosimmetrik tensor uchun identifikatorlar

Beri imzosi bor , bundan kelib chiqadiki

buni ko'rib chiqish uchun,

Ushbu ta'rif bilan quyidagi identifikatorlarni olish mumkin,

(kvadrat qavslar indekslar bo'yicha simmetrizatsiyani bildiradi).

O'z-o'ziga qo'shiladigan tensorning ta'rifi

Bu tenglamadan kelib chiqadi. 4 ikkilik operatorining kvadrati minus identifikatori,

Bu erda minus belgisi tenglamadagi minus belgisi bilan bog'liq. 4, bu o'z navbatida Minkovskiy imzosi tufayli. Agar biz Evklid imzoidan foydalangan bo'lsak, ya'ni. , buning o'rniga ijobiy belgi bo'lgan bo'lar edi. Biz aniqlaymiz agar faqat shunday bo'lsa, o'z-o'zini dual qilish

(Evklid imzosi bilan o'zini o'zi ikkilanish holati bo'lar edi ). Demoq o'z-o'zidan ishlaydi, uni haqiqiy va xayoliy qism sifatida yozing,

Jihatidan o'z-o'zini dual holatini yozing va ,

Biz o'qigan haqiqiy qismlarni tenglashtirish

va hokazo

qayerda ning haqiqiy qismi .

Muhim uzoq hisoblash

Tenglama dalili 2 to'g'ri. Dastlabki natijani chiqarishni boshlaymiz. Boshqa barcha muhim formulalar osongina undan kelib chiqadi. Yolg'on qavsining ta'rifidan va asosiy identifikatordan foydalangan holda tenglama. 3 bizda

Bu formulani beradi

Muhim natijalarni chiqarish

Endi bilan tenglik 5 dan foydalanish biz olamiz

Shunday qilib, bizda bor

Ko'rib chiqing

bu erda biz birinchi qadamda almashtirish uchun Lie qavsining anti-simmetriyasidan foydalandik va , ikkinchi bosqichda biz foydalanganmiz va oxirgi bosqichda biz yana Lie qavsining anti-simmetriyasidan foydalandik. Shunday qilib, bizda bor

Keyin

biz qaerda tenglikni ishlatdik 6 birinchi qatordan ikkinchi qatorga o'tish. Xuddi shunday bizda ham bor

7. tenglama yordamida. Endi a proektsiya u qondiradi to'g'ridan-to'g'ri hisoblash orqali osongina tekshirilishi mumkin:

Buni tenglama bilan birgalikda qo'llash. 8 va tenglama 9 biz olamiz

Tenglamadan. 10 va tenglama 9 bizda

qaerda biz buni ishlatgan bo'lsak uning o'ziga xos va sef-dual qismlarining yig'indisi sifatida yozilishi mumkin, ya'ni. . Bu quyidagilarni anglatadi:

Asosiy natijalarning qisqacha mazmuni

Umuman olganda,

bu bizning asosiy natijamiz, yuqorida tenglama sifatida allaqachon aytib o'tilgan. 2. Bizda har qanday qavsning ikkiga bo'linishi mavjud

faqat o'z-o'zini o'zi boshqaradigan Lorentsiya tensorlariga bog'liq bo'lgan qismga va o'zi-ning ikkilik qismiga aylanadi va faqat o'z-o'ziga qarshi Lorentsiyadagi tensorlarga bog'liq bo'lgan qism va bu o'z-o'zidan er-xotin qismidir

Ashtekarning rasmiyatchiligini o'z-o'zini harakatidan chiqarish

Bu erda keltirilgan dalillar tomonidan ma'ruzalarda keltirilgan Xorxe Pullin[8]

The Palatini harakati

qaerda Ricci tensori, , faqat ulanishdan qurilgan deb o'ylashadi , ramka maydonidan foydalanmaslik. Tetradaga nisbatan o'zgarishi Eynshteynning tetradalar nuqtai nazaridan yozilgan tenglamalarini beradi, lekin tetradaga nisbatan apriori aloqasi bo'lmagan ulanishdan qurilgan Ricci tenzori uchun. Ulanishning o'zgarishi bizga ulanish odatdagi muvofiqlik shartini qondirishini aytadi

Bu tetrad nuqtai nazaridan aloqani aniqlaydi va biz odatdagi Ricci tensorini tiklaymiz.

Umumiy nisbiylik uchun o'z-o'zini boshqarish harakati yuqorida keltirilgan.

qayerda ning egriligi , ning o'z-o'zini qo'shadigan qismi ,

Ko'rsatilgan ning o'z-o'zini qo'shadigan qismidir

Ruxsat bering uchta sirt ustida proektor bo'ling va vektor maydonlarini aniqlang

ular ortogonaldir .

Yozish

unda biz yozishimiz mumkin

biz qayerda foydalanganmiz va .

Shunday qilib, harakat yozilishi mumkin

Bizda ... bor . Endi aniqlaymiz

Ichki tensor va agar shunday bo'lsa, o'z-o'zini dual qiladi

va egrilik berilgan bizda ikkilamchi

Buni harakatga almashtirish (12-tenglama) bizda,

qaerda biz belgiladik . Biz o'lchovni tanlaymiz va (Buning ma'nosi ). Yozish , bu ko'rsatkichda . Shuning uchun,

Indekslar oralig'ida va biz ularni bir zumda kichik harflar bilan belgilaymiz. O'zining ikkilanishi bilan ,

biz qayerda foydalanganmiz

Bu shuni anglatadi

Biz harakatdagi ikkinchi muddatda almashtiramiz tomonidan . Bizga kerak

va

olish

Amalga aylanadi

bu erda qo'g'irchoq o'zgaruvchilarni almashtirdik va birinchi qatorning ikkinchi davrida. Ikkinchi davrda qismlar bo'yicha birlashtirilib,

bu erda biz chegara atamasini tashladik va vektor zichligi bo'yicha kovariant hosilasi formulasidan foydalanganmiz :

Biz talab qiladigan harakatlarning yakuniy shakli

Shaklning muddati bor ""shuning uchun miqdor konjugat impulsidir . Demak, biz darhol yozishimiz mumkin

Amaliyotning dinamik bo'lmagan kattaliklarga nisbatan o'zgarishi , bu to'rtta ulanishning vaqt komponenti, almashtirish funktsiyasi va laps funktsiyasi cheklovlarni bering

Bunga nisbatan farq qilish aslida tenglamadagi so'nggi cheklovni beradi. 13 ga bo'lingan , asosiy o'zgaruvchilarda cheklov polinomini yaratish uchun qayta tiklandi. Aloqa yozilishi mumkin

va

biz qayerda foydalanganmiz

shuning uchun . Shunday qilib, ulanish o'qiladi

Bu chiral spin aloqasi deb ataladi.

Haqiqat sharoitlari

Ashtekarning o'zgaruvchilari murakkab bo'lganligi sababli, bu murakkab umumiy nisbiylikni keltirib chiqaradi. Haqiqiy nazariyani qayta tiklash uchun voqelik sharoitlari deb ataladigan narsalarni qo'yish kerak. Bular zichlashgan uchlik haqiqiy bo'lishi va Ashtekar ulanishining haqiqiy qismi mos keladigan spin aloqasiga teng bo'lishini talab qiladi.

Keyinchalik bu haqda ko'proq gapirish kerak.

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ Samuel, Jozef (1987). "Ashtekarning kanonik tortishish kuchini qayta tuzish uchun lagranjiy asosi". Pramana. Springer Science and Business Media MChJ. 28 (4): L429-L432. doi:10.1007 / bf02847105. ISSN  0304-4289.
  2. ^ Jeykobson, Ted; Smolin, Li (1987). "Kanonik tortishish o'zgaruvchisi sifatida chap qo'lli spinli ulanish". Fizika maktublari B. Elsevier BV. 196 (1): 39–42. doi:10.1016/0370-2693(87)91672-8. ISSN  0370-2693.
  3. ^ Jeykobson, T; Smolin, L (1988-04-01). "Ashtekarning kanonik tortishish shakli uchun kovariant harakat". Klassik va kvant tortishish kuchi. IOP Publishing. 5 (4): 583–594. doi:10.1088/0264-9381/5/4/006. ISSN  0264-9381.
  4. ^ Goldberg, J. N. (1988-04-15). "Umumiy nisbiylik gamiltonianiga triad yondashuvi". Jismoniy sharh D. Amerika jismoniy jamiyati (APS). 37 (8): 2116–2120. doi:10.1103 / physrevd.37.2116. ISSN  0556-2821.
  5. ^ Xino, M.; Nelson, J. E.; Schomblond, C. (1989-01-15). "Ashtekar o'zgaruvchilarini tetradaning tortishish kuchidan olish". Jismoniy sharh D. Amerika jismoniy jamiyati (APS). 39 (2): 434–437. doi:10.1103 / physrevd.39.434. ISSN  0556-2821.
  6. ^ Klassik umumiy nisbiylikdagi ashtekar o'zgaruvchilari, Domeniko Julini, Springerning fizikadan ma'ruza yozuvlari 434 (1994), 81-112, arXiv: gr-qc / 9312032
  7. ^ Ashtekar Hamiltonian umumiy nisbiylik uchun Ceddric Beny tomonidan
  8. ^ Tugun nazariyasi va tsikl kosmosidagi kvant tortishish kuchi: primer Xorxe Pullin tomonidan; AIP Conf.Proc.317: 141-190,1994, arXiv: hep-th / 9301028