преобразование Вейля

Локальное изменение масштаба метрического тензора

В теоретической физике преобразование Вейля , названное в честь немецкого математика Германа Вейля , представляет собой локальное изменение масштаба метрического тензора :

г а б е 2 ω ( х ) г а б {\displaystyle g_{ab}\rightarrow e^{-2\omega (x)}g_{ab}}

которая производит другую метрику в том же конформном классе . Теория или выражение, инвариантные относительно этого преобразования, называются конформно инвариантными или, как говорят, обладают инвариантностью Вейля или симметрией Вейля . Симметрия Вейля является важной симметрией в конформной теории поля . Это, например, симметрия действия Полякова . Когда квантово-механические эффекты нарушают конформную инвариантность теории, говорят, что она проявляет конформную аномалию или аномалию Вейля .

Обычная связность Леви-Чивиты и связанные со спиновыми связностями не инвариантны относительно преобразований Вейля. Связности Вейля — это класс аффинных связностей, которые инвариантны, хотя ни одна связность Вейля не является индивидуально инвариантной относительно преобразований Вейля.

Конформный вес

Величина имеет конформный вес , если при преобразовании Вейля она преобразуется посредством φ {\displaystyle \varphi} к {\displaystyle к}

φ φ е к ω . {\displaystyle \varphi \to \varphi e^{k\omega}.}

Таким образом, конформно взвешенные величины принадлежат определенным пучкам плотности ; см. также конформную размерность . Пусть будет связностью, связанной с Леви-Чивитой связностью . Введем связность, которая зависит также от исходной одинарной формы через А μ {\displaystyle A_{\mu }} г {\displaystyle г} μ ω {\displaystyle \partial _{\mu }\omega }

Б μ = А μ + μ ω . {\displaystyle B_{\mu }=A_{\mu }+\partial _{\mu }\omega .}

Тогда является ковариантным и имеет конформный вес . Д μ φ μ φ + к Б μ φ {\displaystyle D_{\mu }\varphi \equiv \partial _ {\mu } \varphi +kB_ {\mu }\varphi } к 1 {\displaystyle к-1}

Формулы

Для преобразования

г а б = ф ( ϕ ( х ) ) г ¯ а б {\displaystyle g_{ab}=f(\phi (x)){\bar {g}}_{ab}}

Мы можем вывести следующие формулы

г а б = 1 ф ( ϕ ( х ) ) г ¯ а б г = г ¯ ф Д / 2 Г а б с = Г ¯ а б с + ф 2 ф ( δ б с а ϕ + δ а с б ϕ г ¯ а б с ϕ ) Г ¯ а б с + γ а б с Р а б = Р ¯ а б + ф ф ф 2 2 ф 2 ( ( 2 Д ) а ϕ б ϕ г ¯ а б с ϕ с ϕ ) + ф 2 ф ( ( 2 Д ) ¯ а б ϕ г ¯ а б ¯ ϕ ) + 1 4 ф 2 ф 2 ( Д 2 ) ( а ϕ б ϕ г ¯ а б с ϕ с ϕ ) Р = 1 ф Р ¯ + 1 Д ф ( ф ф ф 2 ф 2 с ϕ с ϕ + ф ф ¯ ϕ ) + 1 4 ф ф 2 ф 2 ( Д 2 ) ( 1 Д ) с ϕ с ϕ {\displaystyle {\begin{aligned}g^{ab}&={\frac {1}{f(\phi (x))}}{\bar {g}}^{ab}\\{\sqrt {-g}}&={\sqrt {-{\bar {g}}}}f^{D/2}\\\Гамма _{ab}^{c}&={\bar {\Gamma }}_{ab}^{c}+{\frac {f'}{2f}}\left(\delta _{b}^{c}\partial _{a}\phi +\delta _{a}^{c}\partial _{b}\phi -{\bar {g}}_{ab}\partial ^{c}\phi \right)\equiv {\bar {\Gamma }}_{ab}^{c}+\gamma _{ab}^{c}\\R_{ab}&={\bar {R}}_{ab}+{\frac {f''ff^{\prime 2}}{2f^{2}}}\left((2-D)\partial _{a}\phi \partial _{b}\phi -{\bar {g}}_{ab}\partial ^{c}\phi \partial _{c}\phi \right)+{\frac {f'}{2f}}\left((2-D){\bar {\nabla }}_{a}\partial _{b}\phi -{\bar {g}}_{ab}{\bar {\Box }}\phi \right)+{\frac {1}{4}}{\frac {f^{\prime 2}}{f^{2}}}(D-2)\left(\partial _{a}\phi \partial _{b}\phi -{\bar {g}}_{ab}\partial _{c}\phi \partial ^{c}\phi \right)\\R&={\frac {1}{f}}{\bar {R}}+{\frac {1-D}{f}}\left({\frac {f''ff^{\prime 2}}{f^{2}}}\partial ^{c}\phi \partial _{c}\phi +{\frac {f'}{f}}{\bar {\Box }}\phi \right)+{\frac {1}{4f}}{\frac {f^{\prime 2}}{f^{2}}}(D-2)(1-D)\partial _{c}\phi \partial ^{c}\phi \end{aligned}}}

Обратите внимание, что тензор Вейля инвариантен относительно масштабирования Вейля.

Ссылки

  • Вейль, Герман (1993) [1921]. Raum, Zeit, Materie [ Пространство, Время, Материя ]. Лекции по общей теории относительности (на немецком языке). Берлин: Шпрингер. ISBN 3-540-56978-2.


Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Преобразование_Вейля&oldid=1258887424"