规范变换不变性的一个最基本的思想就是,体系的Lagrangian要在规范变换下保持不变,因为场量ψ是不可观测的,所以它的变换不会

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好吧,简单说两句,首先描述光子的是QED,那么先看QED里面的Lagrangian:
L=ψ'(iγ^μ∂_μ-m)ψ-1/4*F_μνF^μν-eψ'γ^μψ*A_μ
其中ψ'=ψ^+*γ^0(就是书中常用的“posi bra”,输入法问题打不出来那个符号,所以这么代替了);γ^μ是Dirac Matrixes~~
这个Lagrangian第一项是Dirac Field(Fermi Field),第二项是Maxwell Field,第三项代表interaction。所以可以理解成Fermion与电磁场通过交换光子来相互作用。引入一个协变导数符号D_μ=∂_μ+ieA_μ,那么上面的Lagrangian就可改写成:
L=ψ'(iγ^μ*D_μ-m)ψ-1/4*F_μνF^μν

上面都是约定,现在来说物理。规范变换不变性的一个最基本的思想就是,体系的Lagrangian要在规范变换下保持不变,因为场量ψ是不可观测的,所以它的变换不会引起物理上可观测的效应出现改变,这就要求Lagrangian不变,才能保证运动方程的不变。借助这个思想,来考察上面的这个L量,那么它的变换就应该是:L→L';而场量ψ由于是不可观测量,而|ψ|^2应该和几率密度有关,所以它的变换最多就是差一个不可观测的相位因子,即ψ’→exp(iβ)ψ,但需要注意的是,由于QED里面的相互作用是定域作用,就是说相互作用都是发生在时刻的某一点上的(这是个假设,但是基本算是合理),所以说ψ的变换应该是依赖于其时空坐标x的,也就是说在ψ’→exp(iβ)ψ这个变换下,β是一个依赖于x的函数,即:ψ’→exp{iβ(x)}ψ。而A_μ的变换方式在之前的那个帖子已经看到了,写成四维统一的形式就应该是:A'_μ=A_μ-1/e*∂_μ*β(x)(有个1/e只是单位制导致的,这里的β(x)就相当于之前帖子里面的Ψ~),把所有量的变换形式写下来:
L→L'(应该保持形式不变,并且没有剩余指标)
ψ’→exp(iβ)ψ
A'_μ=A_μ-1/e*∂_μ*β(x) (电磁矢势的规范变换)
L’在规范变换以后应该存在这样的项:
ψ'γ^μ*D_μ*ψ;F_μνF^μν;mψ'ψ,M*A^μA_μ
稍微说明一下m是Dirac场的耦合常数,也就是Fermion的质量,而M同样应该解释成电磁矢势场的耦合系数,也就是某种规范粒子的质量。但是你把上面这些变换代入L计算一下,就会发现,变换之后的L'有:
L’=(ψ')'(iγ^μ*D'_μ-m)ψ'-1/4*F'_μνF'^μν
它的形式与变换前的L一样,并不存在M*A^μA_μ这种项,也就是说M=0;换句话说如果QED的Lagrangian中存在M*A^μA_μ这种项比然导致规范变换下L的对称性被破坏。所以说,在规范变换下,QED中规范粒子的质量为零,而QED中的规范粒子正是光子,也就是说光子的质量是零。

所有跟帖: 

规范场 (gauge field) 是 与物理规律的定域规范变换不变性相联系的物质场。在力学中重力场内的物体所受的重力是确定的, -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (3228 bytes) () 04/06/2011 postreply 11:57:42

一个流(flow)就是流形上由向量场生成的积分曲线。可以把一个flow看成稳定的流线,一个在t=0时刻在x的粒子在t时刻将会出现 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (26831 bytes) () 04/07/2011 postreply 16:08:48

, 沿著曲線􀀀 繞一圈, 作, 沿著曲線􀀀 繞一圈, 作某種功(或度量), 就知道曲線所圍的 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (2479 bytes) () 04/07/2011 postreply 20:47:27

邵錦昌:淺談 Stokes' 定理與電磁學1,2 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (27000 bytes) () 04/08/2011 postreply 08:35:02

translation 可能是横坐标和纵坐标变换 rotation 是坐标系旋转 boost 是坐标系延展 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (320 bytes) () 04/08/2011 postreply 11:16:45

回复:规范场 (gauge field) 是 与物理规律的定域规范变换为了讨论协变导数,需要讨论仿射联络。协变矢量作平行移动时, -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (2994 bytes) () 04/07/2011 postreply 16:12:43

Berry猜测绝热态的含时变化和不显含时变化的两类量由动力学相与Berry相的乘积决定。其实由Berry相的定义可以猜到它是由和 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (16457 bytes) () 04/07/2011 postreply 16:25:55

同调理论的基本思想。例如说,一般的解释是,T^2(环面)中有非边缘的循环S^1 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (48538 bytes) () 04/07/2011 postreply 17:26:10

同调理论的基本思想。例如说,一般的解释是,T^2(环面)中有非边缘的循环S^1 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (41602 bytes) () 04/07/2011 postreply 17:27:42

好书自然经典--苏竞存2 - 欢迎光临吉林大学牡丹园BBS站 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (24883 bytes) () 04/07/2011 postreply 17:29:42

对于质量体,它不可避免地处于一个本底引力场中, 它的表现也不可避免地受到了这个本底引力场的影响。由于这个本底引力场是宇宙中所有物 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (16192 bytes) () 04/06/2011 postreply 12:02:20

杨刚凯:物理学在某些变化下是不变的,一种对物理学没有影响的变换称为对称性(更准确地说,这种变换把方程的一个解映射成另一个解)”。 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (24647 bytes) () 04/06/2011 postreply 14:38:41

不变性是指物理规律而不是现象的具体描述,现象的记录和描述是与参考系统有关的, 现象背后的规律才是与参考系统无关的。用数学语言来说 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (29036 bytes) () 04/06/2011 postreply 12:15:56

只有引入了电磁作用后,带电粒子的运动方程才能够在局域规范变换下不变 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (131013 bytes) () 04/06/2011 postreply 12:44:51

若要满足局域规范对称性,势必引入与电荷有关的{A, φ}(规范场,此即电磁场);规范场量子称为规范Boson(此即光子) -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1936 bytes) () 04/06/2011 postreply 12:47:16

因果规律要求可观测量在没有因果关联的时候必须是对易的 我没说场量可不可以观测和它们是反对易还是对易有关啊?那段证明要表述的意思是 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (342 bytes) () 04/06/2011 postreply 13:18:16

quantum.ustc.edu.cn/teaching/qm2/Q6讲稿.DOC 定域因果性原理——两件类空间隔( > )事件 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (22053 bytes) () 04/06/2011 postreply 14:12:56

缠论基础理论研究 张大山 走势动力学探源(二) -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (27676 bytes) () 04/06/2011 postreply 13:23:02

电磁学01 电磁势能唯一确定电磁场但电磁场并不对应唯一的电磁 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1239 bytes) () 04/06/2011 postreply 13:46:35

用矢势A和标势描述电磁场不是唯一的,即给定的E和B并不对应于唯一的A和。 ... 现在已经清楚, -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (29903 bytes) () 04/06/2011 postreply 13:55:44

势能的大小取决于零势点的选择,有意义的只是势能的差,相差一个相加常数的两个势能可以等同。这与波函数有什么联系呢?从数学上讲,任何 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (17989 bytes) () 04/06/2011 postreply 15:52:43

假如它源于内禀对称,即因物制宜(因为物质粒子变了,表观行为也变了),就不可能“放之万物而皆准 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (4775 bytes) () 04/06/2011 postreply 18:03:55

在许多有相互作用的系统中,存在着对称性的自发破缺。就是说,决定系统演化的Hamiltonian具有较高的对称性,而系统的基态却没 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (11646 bytes) () 04/06/2011 postreply 20:16:08

学上共轭或转置这个操作有什么物理意义?也许明白了这个,才能真正明白算符与微观世界的内在联系(即这样一个操作刚好是量子世界的本质) -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (21443 bytes) () 04/06/2011 postreply 20:53:05

吴大猷:在经典动力学中,有坐标和共轭动量的正则变换,在此变换下,运动的(正则)方程形式不变。即其积分不变量为守恒量 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (11217 bytes) () 04/07/2011 postreply 08:13:42

吴礼:如果一根导线带有电流,它周围就有磁场。如果一个电子顺着导线的方向匀速运动,它就受到磁力作用(洛仑兹力)。但是如果观察者是跟 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (10173 bytes) () 04/07/2011 postreply 08:28:04

与时间共轭的物理量是能量。时间的平移不变的物理的“表象”经过形而上之后,就是能量守恒定律了。同理,与空间座标共轭的物理量是动量。 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (3379 bytes) () 04/07/2011 postreply 08:36:48

共轭在数学,物理,化学中都有出现。 本意:两头牛背上的架子称为轭,轭使两头牛同步行走。共轭即为按一定的规律相配的一对。通俗点说就 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (10495 bytes) () 04/07/2011 postreply 08:42:00

共轭在数学,物理,化学中都有出现。 本意:两头牛背上的架子称为轭,轭使两头牛同步行走。共轭即为按一定的规律相配的一对。通俗点说就 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (10495 bytes) () 04/07/2011 postreply 08:42:02

blog01 http://einstein.newton.blog.163.com/blog/ -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (48 bytes) () 04/15/2011 postreply 13:55:14

电磁场什么都不是,它的全部意义就是去改变测试电荷运动方式,观察到这种改变,就是观察到电磁场。好了什么叫做电磁场是U(1)的 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (21998 bytes) () 04/15/2011 postreply 16:45:33

统一之路 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1045 bytes) () 04/15/2011 postreply 20:54:43

王东亮 分析力学的正则变化关系里面的泊松括号等于0,就意味着体系内不存在非保守力作用,如果不等于零就存在非保守力作用。对应对易关 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (23012 bytes) () 04/16/2011 postreply 12:32:47

这种非稳定 的有势场不是 保守场 。与它相关 的 势能函数V是时间t的显函数,即V=vG,t).  -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (37695 bytes) () 04/16/2011 postreply 16:32:58

反映哈密顿量的动力对称性的李代数和李群 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (0 bytes) () 04/16/2011 postreply 16:47:32

Everett 如果向一个空的箱子里添加费米子,费米子先占据低动能的状态,之后添加的费米子就会因为不相容而被迫占据更高动能的状态 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (522 bytes) () 04/16/2011 postreply 21:06:10

第二章粒子的基本特性 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1516 bytes) () 04/16/2011 postreply 21:27:41

略论变分原理之科学美 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (279 bytes) () 04/17/2011 postreply 15:04:06

在宇宙里,人分不清左右上下,时空各处各向同性同量;量子力学全同性原理与对称性的联系 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (61166 bytes) () 04/17/2011 postreply 16:00:44

TraderMark RenRen (RENN) Set to IPO May 4th, Valuation Causes A -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (11280 bytes) () 04/19/2011 postreply 09:08:32

人人公司 旗下人人网 etc RenRen (RENN) 上市后总市值约39.5亿美元 开心网 两家网站注册用户数量都已过亿 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (3378 bytes) () 04/19/2011 postreply 09:20:50

fa01 Eric Jackson Bill Bishop:china internet stock revaluation -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (18155 bytes) () 04/20/2011 postreply 08:33:40

 现在新浪门户的估值为30亿美元,新浪微博的估值约为38亿美元。如果人人的开盘价在10美元左右,那么人人的估值将为40亿美元;如 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (6582 bytes) () 04/20/2011 postreply 10:55:34

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fa01 Kevin Kelleher renren ipo -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (6253 bytes) () 04/20/2011 postreply 12:05:02

21Vianet Group (proposed VNET) is scheduling a $127 million IPO -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (162 bytes) () 04/21/2011 postreply 09:23:05

com1 ipohome http://www.renaissancecapital.com/ipohome/news -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (5706 bytes) () 04/21/2011 postreply 09:27:30

ERIC JACKSON How Facebook can Fail in China -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (7114 bytes) () 04/20/2011 postreply 09:23:57

ERIC JACKSON Bill Bishop Andrew McLaughlin, http://twitter.com/# -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (126 bytes) () 04/20/2011 postreply 09:27:25

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