物理学 › 場の量子論 › 古典場の理論とラグランジアン

作用の連続対称性(準不変性)

定義 6.1(「古典場の理論とラグランジアン」§6)

ε\varepsilon を実パラメータとする滑らかな 1 パラメータ変換族

xμ⟼x′μ=xμ+ε Xμ(x)+O(ε2),ϕa(x)⟼ϕa′(x′)=ϕa(x)+ε Fa(x)+O(ε2)x^\mu \longmapsto x'^\mu = x^\mu + \varepsilon\, X^\mu(x) + O(\varepsilon^2), \qquad \phi_a(x) \longmapsto \phi'_a(x') = \phi_a(x) + \varepsilon\, F_a(x) + O(\varepsilon^2)

を考えます。ここで XμX^\mu は xx の、FaF_a は ϕb(x)\phi_b(x)、∂μϕb(x)\partial_\mu\phi_b(x) および xx の滑らかな関数です。

ある KμK^\mu(ϕb\phi_b、∂μϕb\partial_\mu\phi_b、xx の滑らかな関数)が存在して、恒等式

L(ϕ′(x′), ∂′ϕ′(x′)) det⁡ ⁣(∂x′∂x)=L(ϕ(x), ∂ϕ(x))+ε ∂μKμ+O(ε2)\mathcal{L}\big(\phi'(x'),\, \partial' \phi'(x')\big)\ \det\!\left( \frac{\partial x'}{\partial x} \right) = \mathcal{L}\big(\phi(x),\, \partial\phi(x)\big) + \varepsilon\, \partial_\mu K^\mu + O(\varepsilon^2)

が任意の(運動方程式を満たすとは限らない)場の配位に対して成り立つとき、この変換族を作用の連続対称性と呼びます。Kμ=0K^\mu = 0 の場合を厳密不変、一般の場合を準不変といいます。

左辺の因子 det⁡(∂x′/∂x)\det(\partial x'/\partial x) は積分測度の変化 d4x′=det⁡(∂x′/∂x) d4xd^4x' = \det(\partial x'/\partial x)\, d^4x を表しており、これを含めることで左辺は「変換後の理論の作用密度を元の座標で測ったもの」になります。

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閉包の状態

定義

定義は閉包の起点です(証明を要しません)。

印の意味: ✓公理まで証明済み ・ △証明あり(閉包未完)・ ※主張のみ。テーマごとの集計は 閉包の状況。

これを使っている定理 証明で参照している 2 件