2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Как правильно пользоваться лагранжианами со спинорами?
Сообщение16.02.2016, 22:15 


28/08/13
534
В одной задаче, которая тут уже обсуждалась, брался майорановский фермион, у спинора которого $\psi_R=0.$ Я узнал, что такое майорановский фермион, но с его лагранжианом обращаются как-то странно. Более того, подобным же образом у меня не получается задача с похожим лагранжианом, но без всякой "майорановости". Итак, $$L=i\psi^\dagger_L\bar\sigma^\mu\psi_{L,\mu}-\frac{m}{2}(\psi_L^T\sigma^2\psi_L+\psi^\dagger_L\sigma^2\psi^*_L).$$
Варьируем $\psi^*_L,$ тогда уравнение Лагранжа-Эйлера $$ \frac{\partial L}{\partial\psi^*_L}-\frac{\partial}{\partial x^\nu}\frac{\partial L}{\partial\psi^*_{L,\nu}}=0$$
сводится к $$\frac{\partial L}{\partial\psi^*_L}=0.$$
У меня сначала получилось $$\frac{\partial L}{\partial\psi^*_L}=i\bar\sigma^\mu\psi_{L,\mu}-\frac{m}{2}(\sigma^2\psi^*+\psi^\dagger\sigma^2)~~~~~~~~~~~~~~~~~(1),$$ тогда как у автора решения этой задачи
$$\frac{\partial L}{\partial\psi^*_L}=i\bar\sigma^\mu\psi_{L,\mu}-\frac{m}{2}(\sigma^2\psi^*-\psi^\dagger\sigma^2)~~~~~~~~~~~~~~~~~(2),$$ и "при этом берётся левая вариационная производная", а знак минус перед последним слагаемым в скобке возникает на том основании, что, вроде как "из-за антикоммутативного характера спиноров дифференцирование функционала $\psi_1(\psi)\psi_2(\psi)$ имеет вид
$$\frac{d}{d\psi}(\psi_1(\psi)\psi_2(\psi))=\frac{d\psi_1}{d\psi}\psi_2-\psi_1\frac{d\psi_2}{d\psi}.$$
Я попробовал доказать последнюю формулу покомпонентно - ничего не получается, коммутируют аргументы функций $\psi_1$ и $\psi_2$ - всё равно получается, что производная произведения будет с привычным знаком.
Ещё меня здесь смущает термин "вариационная производная" - в уравнении Лагранжа-Эйлера ведь обычное дифференцирование идёт, всё варьирование уже проведено при выведении этих уравнений.
Кроме того, если внимательно считать производные по $\psi^*_L$ от $\psi^\dagger_L\sigma^2\psi^*_L=\psi^\dagger_L_\alpha\sigma^2_{\alpha\beta}\psi^*_L_\beta, $ то получается покомпонентно $$\frac{\partial}{(\psi^*_L)_{\alpha}}(\psi^\dagger_{L\alpha}\sigma^2_{\alpha\beta}\psi^*_{L\beta})=\sigma^2_{\alpha\beta}\psi^*_{L\beta}+\psi^\dagger_{L\alpha}\sigma^2_{\alpha\beta}=\sigma^2_{\alpha\beta}\psi^*_{L\beta}+(\sigma^2_{\alpha\beta})^T(\psi^*_L)_{\alpha}=(\sigma^2_{\alpha\beta}+\sigma^2_{\beta\alpha})(\psi^*_L)_{\alpha}=0$$ из-за вида матрицы $\sigma^2=\begin{pmatrix} 0 & -i \\ i & 0 \end{pmatrix}$.
Где я ошибаюсь?
(1) или (2), мне кажется, бессмысленным, т.к. $\sigma^2\psi^*\pm\psi^\dagger\sigma^2$ - это сумма/разность столбца со строкой?

 Профиль  
                  
 
 Re: Как правильно пользоваться лагранжианами со спинорами?
Сообщение16.02.2016, 23:05 


07/07/12
402
Ascold в сообщении #1099996 писал(а):
Более того, подобным же образом у меня не получается задача с похожим лагранжианом, но без всякой "майорановости". Итак, $$L=i\psi^\dagger_L\bar\sigma^\mu\psi_{L,\mu}-\frac{m}{2}(\psi_L^T\sigma^2\psi_L+\psi^\dagger_L\sigma^2\psi^*_L).$$
У вас в этом лагранжиане как раз-таки майорановский массовый член, получаемый из $m\overline{\psi}_M\psi_M$, где $\psi_M=(\psi_L,i\sigma^2 \psi_L^*)^T$. Вы мой ответ в предыдущей теме читали?

По поводу вывода. Это правило Лейбница для грассмановых чисел. Доказать его можно из двух предположений:
1) $\frac{d}{d\theta_i}\theta_j = \delta_{ij}$;
2) Дифференциальный оператор антикоммутирует с $\theta_i$.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как правильно пользоваться лагранжианами со спинорами?
Сообщение17.02.2016, 00:42 
Заслуженный участник


06/02/11
356
Чтобы не путаться, не надо пользоваться формулой для уравнений Лагранжа, а лучше писать саму вариацию. И держать в голове, что грассмановы переменные (а также и их вариации, которые тоже грассмановы) антикоммутируют, а потому, скажем, $(\delta\psi_1) \psi_2=-\psi_2\delta\psi_1$. В вариации действия при собирании членов к виду, скажем, $\int\delta\psi\cdot(\dots)$ при перемещении $\delta\psi$ влево возникнут минусы.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как правильно пользоваться лагранжианами со спинорами?
Сообщение17.02.2016, 14:02 


28/08/13
534
Цитата:
У вас в этом лагранжиане как раз-таки майорановский массовый член, получаемый из $m\overline{\psi}_M\psi_M$, где $\psi_M=(\psi_L,i\sigma^2 \psi_L^*)^T$. Вы мой ответ в предыдущей теме читали?

Да, читал, благодарю за информацию, этот лагранжиан - именно оттуда. Просто на подходе есть ещё одна задача с лагранжианом, содержащим члены вида $\psi^TA\psi$ есть, вот я и решил разом рассмотреть всё это.
Цитата:
$(\delta\psi_1) \psi_2=-\psi_2\delta\psi_1$. В вариации действия при собирании членов к виду, скажем, $\int\delta\psi\cdot(\dots)$ при перемещении $\delta\psi$ влево возникнут минусы.

точно же - а я формально применил уравнения Лагранжа, не учтя, что для их получения нужно вариацию варьируемой переменной отделить в одну сторону от остального. Спасибо за указание.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 4 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group