ФИАН / Nefedyev_Ktp
.pdf
σ
|
1 |
0 |
|
i |
0 |
|
|
0 |
−1 |
|
σ1 = |
0 |
1 |
, σ2 = |
0 |
−i |
|
, σ3 = |
1 |
0 |
, |
|
|
|
σiσj |
= δij + iεijkσk |
|
|
|
|||
{σiσk} ≡ σiσk + σkσi = 2δik.
1
2
|
|
|
ψ1 |
|
|
|
ψ = |
ϕ |
= |
|
ψ2 |
|
. |
χ |
ψ3 |
|||||
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
ψ |
|
|
1 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
m3/2 |
|
|
|
|
ψ |
|
|
|
|
|
|
ϕ χ
ψ
λ
ψ → ψ′ = λψ.
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
γ0 |
= |
0 |
−1 |
, |
γi = |
−σi |
0i |
, i = 1, 2, 3. |
|
|
1 |
0 |
|
|
0 |
σ |
|
γµ = (γ0, γ)
{γµγν } = 2gµνI,
I
γ† = γ |
, γ† = γ, γ0(γµ)†γ0 = γµ, |
|
0 |
0 |
− |
Sp(γµ) = Sp(γµγν γλ) = . . . = 0, |
||
Sp(γµγν ) = 4gµν , Sp(γµγν γλγσ) = 4(gµνgλσ + gµσgνλ − gµλgνσ) |
||
γµγν γµ = −2γν , γµγλγν γµ = 4gλν, γµγν γλγσγµ = −2γσγλγν .
γ5
γ5
γ5 |
= iγ0γ1γ2γ3 = 4!εµνλργµγν γλγρ = − |
1 |
0 |
|
|
|
|
i |
0 |
1 |
|
Sp(γ5) = 0, γ52 = γ5, γ5† = γ5, {γ5γµ} = 0, µ = 1, 4. γ5
Sp(γ5γµγν γλγρ) = 4iεµνλρ.
σµν = 12(γµγν − γν γµ) = 12[γµγν ],
{1, γµ, γ5, γµγ5, σµν },
4 × 4
4 × 4
4 × 4 M
ˆ |
µ |
µ |
γ5 + fµν σ |
µν |
, |
M = a · 1 + bµγ |
|
+ cγ5 + dµγ |
|
a = |
1 |
, bµ = |
1 |
γµ, c = |
1 |
, dµ = − |
1 |
γµγ5, fµν = − |
1 |
σµν . |
|
|
|
|
|
||||||
4 |
4 |
4 |
4 |
8 |
M
δimδjn = 4 δinδnm + (γµ)in(γµ)jm + (γ5)in(γ5)jm − (γµγ5)in(γµγ5)jm − |
2(σµν )in(σµν )jm . |
||
1 |
|
1 |
|
|
γµ |
|
µ |
|
Λ |
λ |
|
|
|
Λ |
λ |
λγµλ−1 = (Λ−1)νµγν |
|
|
λ−1γµλ = Λνµγν . |
|
|
γµ → γµ′ = Λµν (λγνλ−1) = Λµν (Λ−1)νσγσ = γµ, |
|
|
|
|
γµ |
γµ |
|
|
Sp(γµ) |
|
|
Sp(γµ) → Sp(γ′µ) = Sp(Λνµ(λγν λ−1)) = ΛνµSp(λγν λ−1) = ΛνµSp(γν ), |
|
|
Sp(γµ) = 0 |
|
|
λ |
|
|
λ−1 = γ0λ†γ0 6= λ† = λ†λ 6= 1. |
|
|
ψ†Oψ |
O |
|
ψ†ψ |
|
|
ψ†ψ → ψ′†ψ′ = (λψ)†(λψ) = ψ†λ†λψ 6= ψ†ψ.
|
|
|
|
¯ |
† |
γ0. |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
ψ = ψ |
|
|
|
|
|
|
||||
¯ |
¯ |
′† |
γ0 |
† |
γ0 |
|
† |
† |
γ0 |
¯ |
† |
γ0 |
¯ −1 |
. |
ψ |
→ ψ′ = ψ |
|
= (λψ) |
= ψ |
λ |
= ψγ0 |
λ |
= ψλ |
||||||
|
¯ |
|
|
¯ |
|
¯ |
|
|
|
ν ¯ |
|
|
|
|
|
(ψψ) → (ψψ), (ψγµψ) → Λµ(ψγν ψ), |
|
|
|||||||||||
¯ †
ψ ψ
γµ
|
|
¯ |
O |
|
|
|
|
ψOψ |
|
||
¯ |
¯ |
¯ |
¯ |
ψ |
¯ |
ψψ, |
ψγµψ, |
ψγ5ψ, |
ψγµγ5 |
ψσµν ψ. |
|
¯ |
† |
γ0 |
P |
† |
|
¯ |
|
ψψ = ψ |
ψ −→ (iγ0 |
ψ) |
γ0(iγ0ψ) = ψψ, |
|
|||
¯ |
|
† |
P |
|
† |
¯ |
ψ, |
ψγ5 |
ψ = ψ |
γ0γ5ψ −→ |
(iγ0ψ) |
γ0γ5(iγ0ψ) = −ψγ5 |
|||
¯ |
¯ |
ψ |
ψγµψ |
ψγµγ5 |
|
|
|
|
∂µ |
|
|
|
|
|
|
¯ |
|
|
i |
¯ |
|
|
|
i |
|
¯ |
mψψ, |
2 |
ψγµ∂µψ, |
|
2 |
(∂µψ)γµψ, |
|||||
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
i |
¯ |
|
|
i |
¯ |
¯ |
|||
L (x) = |
|
ψγµ∂µψ − |
|
|
(∂µψ)γµψ − mψψ. |
|||||
2 |
2 |
|
||||||||
|
∂L |
− |
∂µ |
|
∂L |
= 0, |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
∂ψ¯α |
∂(∂µψ¯α) |
|||||||
|
|
∂L |
− |
∂µ |
∂L |
= 0, |
|||
|
|
|
|
||||||
|
|
∂ψα |
∂(∂µψα) |
||||||
|
|
(iγµ∂µ − m)ψ(x) = 0 |
|||||||
ψ |
|
|
|
¯T |
|
||||
|
|
|
|
T |
|
|
(x) = 0 |
||
|
|
(−iγµ |
∂µ − m)ψ |
||||||
¯
ψ
i ¯
∂µ(2 ψγµψ)
a
γµ
|
|
|
|
|
|
ˆ |
≡ 6∂ ≡ (γ∂) ≡ γµ∂µ |
|
|
|
|
|
|
∂ |
|
ˆ |
− m)ψ(x) = 0 |
|
|
|
|||
(i∂ |
|
|
|
||||
|
|
¯ |
ˆ |
|
|
S = R d4xL |
|
L (x) = ψ(i∂ − m)ψ. |
|
|
|||||
−iea |
ψ, |
¯ |
¯ |
iea |
, |
|
|
ψ → e |
|
ψ |
→ ψe |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
¯ |
|
¯ |
¯ |
¯ |
1. |
|
ψ → (1 − iea)ψ = ψ + δψ, ψ → |
ψ(1 + iea) = ψ + δψ, a |
|||||||||||||
|
∂L |
|
¯∂L |
|
|
∂L |
|
|
¯ |
∂L |
|
|||
δL = |
|
δψ + δψ |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
δ(∂µψ) + δ(∂µψ) |
|
= |
|
∂ψ |
|
¯ |
|
∂(∂µψ) |
¯ |
|||||||||
|
|
|
|
∂ψ |
|
|
|
∂(∂µψ) |
|
|||||
|
|
|
L |
|
|
∂L |
|
|
|
|
|
|||
= iea∂µ ψ¯ |
∂ |
− |
|
ψ = a∂µ e(ψγ¯ µψ) = a∂µjµ, |
||||||||||
∂(∂µψ¯) |
∂(∂µψ) |
|||||||||||||
L
δL
a
∂µjµ = 0,
¯
jµ = e(ψγµψ).
Z Z Z
¯
Q = d3xj0 = e d3xψγ0ψ = e d3xψ†ψ.
L ′ |
¯ |
¯ ˆ |
|
= −eAµψγµψ = −eψAψ. |
|
1 ¯
L (x) = 2ψ(i∂µ
L ′
i∂µ → i∂µ − eAµ ≡ iDµ,
Dµ
|
|
1 |
|
¯ |
¯ |
− eAµ)γµψ + |
2 |
(−i∂µ − eAµ)ψγµψ − mψψ |
|||
¯ ˆ |
|
|
ˆ |
− m)ψ. |
|
L (x) = ψ(i∂ |
− eA |
|
|||
−ieϕ(x) |
¯ |
¯ |
ieϕ(x) |
, Aµ → Aµ + ∂µϕ(x). |
ψ → e |
ψ, ψ |
→ ψe |
|
|
eiea |
|
|
|
|
U(1) |
|
|
|
U(1) |
SU(N)
SU(3)
NC = 3
[DµDν ] = [∂µ + ieAµ, ∂ν + ieAν ] = ie(∂µAν − ∂ν Aµ) = ieFµν ,
¯
eψσµν ψFµν
m5
e |
e/m |
|
µν |
= −L g |
µν |
µ ¯ |
|
|
|
|
∂L |
∂L |
µ |
|
||||
T |
|
|
+ (∂ ψα) |
|
∂(∂ν ψ¯α) |
+ |
∂(∂ν ψα) |
(∂ |
ψα). |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
P µ = Z |
d3xT µ0, |
|
|
|
|||||
|
|
T µ0 |
= −L gµ0 + |
i |
|
|
ψ†(∂µψ) − (∂µψ†)ψ , |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|||||||||||
T 00 |
1 |
|
ψ†αpψ − pψ†αψ + ψ†βmψ, p = −i , |
|||||||||||||
= |
|
|
||||||||||||||
2 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α ≡ γ0γ |
β ≡ γ0 |
|
|
|||
ZZ
E = d3xT 00 = d3xψ†(αp + βm)ψ,
H = αp + βm
H =
ψp(x) = p
1
2EpV
i |
∂ψ |
= H ψ |
|
|
∂t |
|
|
||
|
−iσ |
−−m |
. |
|
αp + βm = |
||||
|
|
m |
iσ |
|
u(p)e−ipx, |
u(p) = N |
χ , |
px = Et − px. |
|
|
|
|
ϕ |
|
(m − E)ϕ + (σp)χ = 0 (σp)ϕ − (m + E)χ = 0,
p
E = ± p2 + m2.
p
Ep = p2 + m2.
E = Ep
E = −Ep
p |p|
UF = cos θ + (γn) sin θ, n = |p|, tg 2θ = m ,
UF H UF† = βEp, Ep = pp2 + m2.
UF
2m
−m |
m |
2m
e+e−
Z Z
H = α(p − eA) + βm + eA0,
∂Ψ
i ∂t = H Ψ.
|p|/m
Ψ(x, t) = e−imtψ(x, t).
∂t |
|
m|ψ|, |eAµ| m. |
|
|
∂ψ |
|
|
|
|
|
|
|
ϕ |
|
χ |
|
|
|
|
ψ = ϕχ
i∂ϕ = eA0ϕ + σ(p − eA)χ
∂t
∂χ
i = (−2m + eA0)χ + σ(p − eA)ϕ.
∂t
χ
χ≈ 21mσ(p − eA)ϕ
i∂ϕ∂t = eA0ϕ + 21m (σ(p − eA))2 ϕ.
σiσj = δij + iεijkσk
(σ(p − eA))2 = (p − eA)2 − eσH,
H = A
|
|
|
|
|
|
|
ϕ |
|
|
i |
∂ϕ |
= |
|
(p − eA)2 |
− |
e |
σH + eA ϕ. |
||
∂t |
2m |
2m |
|||||||
|
|
0 |
|
||||||
|
e |
|
e |
|
V = − |
|
σH = − |
|
sH = −2µBsH, |
2m |
m |
|||
|
|
|
|
µB = e/(2m) |
U = −µH,
µ = 2µBs.
|
|
ge |
= |
|
µ/µB |
= 2. |
|||
|
|
|
s |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
µ = |
1 |
Xi |
|
|
|
|
1 |
Xi |
|
|
ei[xivi] = |
|
|||||||
2 |
2 |
||||||||
|
|
|
|
|
e |
|
|
|
|
|
|
µ = |
|
l = µBl. |
|||||
|
|
2m |
|||||||
ei mi li,
µnaive = µBs, (ge)naive = 1.
|
|
|
|
α |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
ge = 2 + |
|
α |
+ O α2 , |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
π |
|
||||||
|
|
|
|p|/m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p2 |
p4 |
e |
|
|
|
e |
|
|||
H = |
|
− |
|
+ eA0 − |
|
|
σ[Ep] − |
|
E, E = − A0. |
||
2m |
8m3 |
4m2 |
8m2 |
||||||||
E = −r dA0 r dr
e dA0 VLS = 2m2r dr ls,
V = −µH = − |
e |
|
p |
|
e |
|
|
|
σ hE |
|
i |
= − |
|
σ[Ep]. |
|
2m |
m |
2m2 |
|||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
