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




 
 Как правильно пользоваться лагранжианами со спинорами?
Сообщение16.02.2016, 22:15 
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?

 
 
 
 Re: Как правильно пользоваться лагранжианами со спинорами?
Сообщение16.02.2016, 23:05 
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 $\theta_i$.

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

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

 
 
 [ Сообщений: 4 ] 


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