Birinci Sınıf Bağlar Ayar Dönüşümlerinin Jeneratörleri midir?

Benzer belgeler
KUANTUM AYAR ALAN TEORİLERİNİN KUANTİZASYONU VE STANDART MODEL QUANTIZATION OF QUANTUM GAUGE FIELD THEORIES AND THE STANDARD MODEL

2+1 Boyutlu Eğri Hiperyüzeyde Dirac Denklemi

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Bölüm 1: Lagrange Kuramı... 1

Lineer Denklem Sistemleri Kısa Bilgiler ve Alıştırmalar

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

1 Vektör Uzayları 2. Lineer Cebir. David Pierce. Matematik Bölümü, MSGSÜ mat.msgsu.edu.tr/~dpierce/

ÖZDEĞERLER- ÖZVEKTÖRLER

İÇİNDEKİLER KISIM 1: BİRİNCİ MERTEBE ADİ DİFERENSİYEL DENKLEMLER

İleri Diferansiyel Denklemler

8.333 İstatistiksel Mekanik I: Parçacıkların İstatistiksel Mekaniği

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

3. BÖLÜM MATRİSLER 1

ii) S 2LW 2WH 2LW 2WH S 2WH 2LW S 3( x 1) 5( x 2) 5 3x 3 5x x Maliye Bölümü EKON 103 Matematik I / Mart 2018 Proje 2 CEVAPLAR C.1) C.

Lineer Cebir. Doç. Dr. Niyazi ŞAHİN TOBB. İçerik: 1.1. Lineer Denklemlerin Tanımı 1.2. Lineer Denklem Sistemleri 1.3. Matrisler

Cebir 1. MIT Açık Ders Malzemeleri

Yer Değiştirmeyen Ayar Teorileri ve Seiberg Witten Haritası

Lineer Bağımlılık ve Lineer Bağımsızlık

4. BÖLÜM DOĞRUSAL DENKLEM SİSTEMLERİ

KPSS MATEMATÝK. SOYUT CEBÝR ( Genel Tekrar Testi-1) N tam sayılar kümesinde i N için, A = 1 i,i 1

x 1,x 2,,x n ler bilinmeyenler olmak üzere, doğrusal denklemlerin oluşturduğu;

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

VEKTÖR UZAYLARI 1.GİRİŞ

8.Konu Vektör uzayları, Alt Uzaylar

3. V, R 3 ün açık bir altkümesi olmak üzere, c R. p noktasında yüzeye dik olduğunu gösteriniz.(10

ANADOLU ÜNİVERSİTESİ AÇIKÖĞRETİM FAKÜLTESİ İLKÖĞRETİM ÖĞRETMENLİĞİ LİSANS TAMAMLAMA PROGRAMI. Lineer. Cebir. Ünite

Özdeğer ve Özvektörler

Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi Fizik Doktora Programı. Program kapsamında sunulacak olan seçmeli dersler ve içerikleri :

Ç NDEK LER II. C LT KONULAR Sayfa Öz De er Öz Vektör.. 2. Lineer Cebir ve Sistem Analizi...

GEO182 Lineer Cebir. Matrisler. Matrisler. Dersi Veren: Dr. İlke Deniz Derse Devam: %70. Vize Sayısı: 1

İleri Diferansiyel Denklemler

Bu kısımda işlem adı verilen özel bir fonksiyon çeşidini ve işlemlerin önemli özelliklerini inceleyeceğiz.

MSGSÜ FİZİK YÜKSEKLİSANS PROGRAMI

Temel Kavramlar. (r) Sıfırdan farklı kompleks sayılar kümesi: C. (i) Rasyonel sayılar kümesi: Q = { a b

ARASINAV SORULARININ ÇÖZÜMLERİ GÜZ DÖNEMİ A A A A A A A

İleri Diferansiyel Denklemler

ENİNE DEMET DİNAMİĞİ. Prof. Dr. Abbas Kenan Çiftçi. Ankara Üniversitesi

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

Lecture 2. Mahir Bilen Can. Mayıs 10, 2016

Leyla Bugay Doktora Nisan, 2011

Math 322 Diferensiyel Denklemler Ders Notları 2012

Diferansiyel denklemler uygulama soruları

1 Lineer Diferansiyel Denklem Sistemleri

ÖRNEKLER-VEKTÖR UZAYLARI 1. Çözüm: w=k 1 u+k 2 v olmalıdır.

Kaynaklar Shepley L. Ross, Differential Equations (3rd Edition), 1984.

ÖABT Lineer Cebir KONU TESTİ Matris Cebiri

Yrd. Doç. Dr. A. Burak İNNER

Salim. Yüce LİNEER CEBİR

KUADRATİK FORM. Tanım: Kuadratik Form. Bir q(x 1,x 2,,x n ) fonksiyonu

Gözlemlerin Referans Elipsoid Yüzüne İndirgenmesi

Şayet bir lineer sistemin en az bir çözümü varsa tutarlı denir.

İleri Diferansiyel Denklemler

11. Ders. Mahir Bilen Can. Mayıs 23, 2016

HOMOGEN OLMAYAN DENKLEMLER

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP FONKS IYONLARA YAKLAŞIM. Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi

Lineer Denklem Sistemleri

LİNEER CEBİR ve MÜHENDİSLİK UYGULAMALARI (MEH111) Dersi Final Sınavı 1.Ö

İleri Diferansiyel Denklemler

x 0 = A(t)x + B(t) (2.1.2)

Süpersimetriye giriş : 1 boyutta süpersimetri, süpercebir ve süperuzay

FEM ile, Hapsolmuş Kuantum Mekaniksel Sistemlerin Çözümü

Kuantum Mekaniğinin Varsayımları

Bir özvektörün sıfırdan farklı herhangi bri sabitle çarpımı yine bir özvektördür.

) 2, ω 2 = k ve ε m m

LİNEER DALGA TEORİSİ. Page 1

Kuantum Grupları. Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara. Münevver Çelik. Feza Gürsey Enstitüsü, İstanbul 10 Şubat, 2010

İleri Diferansiyel Denklemler

İleri Diferansiyel Denklemler

Lineer Dönüşümler ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Yazar Öğr. Grv.Dr. Nevin ORHUN

6. Ders. Mahir Bilen Can. Mayıs 16, 2016

2. (1 + y ) ln(x + y) = yy dif. denk. çözünüz. 3. xy dy y 2 dx = (x + y) 2 e ( y/x) dx dif. denk. çözünüz.

Chapter 9. Elektrik Devreleri. Principles of Electric Circuits, Conventional Flow, 9 th ed. Floyd

7. BÖLÜM İÇ ÇARPIM UZAYLARI İÇ ÇARPIM UZAYLARI İÇ ÇARPIM UZAYLARI İÇ ÇARPIM UZAYLARI .= Genel: Vektörler bölümünde vektörel iç çarpım;

DERS NOTLARI. Yrd. Doç. Dr. Hüseyin BİLGİÇ. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Matematik Bölümü Ağustos 2015

Önsöz. Mustafa Özdemir Antalya 2016

İçerik ALGILANMASI KUANTUM KANALLAR 1. KUANTUM BİLİŞİM KURAMI 2. KUANTUM KANALLAR 3. DOLANIKLIĞIN SÜREKLİ KUANTUM KANALLARLA

9.Konu Lineer bağımsızlık, taban, boyut Germe. 9.1.Tanım: V vektör uzayının her bir elemanı

Matematik I: Analiz und Lineer Cebir I Sömestr Ders Saati D 2 U 2 L 1 AKTS 6 Lisans/ Yüksek Lisans Lisans Dersin Kodu MAT 106 Sömestr 2

YÖNEYLEM ARAŞTIRMASI - III

CEBİR ÇÖZÜMLÜ SORU BANKASI

EŞİTLİK KISITLI TÜREVLİ YÖNTEMLER

İç-Çarpım Uzayları ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Yazar Öğr. Grv. Dr. Nevin ORHUN

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP. Sabit Nokta ve Fonksiyonel Yineleme. Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi

Ders 9: Bézout teoremi

9.14 Burada u ile u r arasındaki açı ve v ile u θ arasındaki acının θ olduğu dikkate alınarak trigonometrik eşitliklerden; İfadeleri elde edilir.

Lineer Cebir (MATH275) Ders Detayları

LİNEER CEBİR. Ders Sorumlusu: Doç.Dr.Kemal HACIEFENDİOĞLU. Ders Notu: Prof. Dr. Şaban EREN

Taşkın, Çetin, Abdullayeva 2. ÖZDEŞLİKLER,DENKLEMLER VE EŞİTSİZLİKLER

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

13. Karakteristik kökler ve özvektörler

TUNCELİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ LİNEER CEBİR DERSİ 2012 GÜZ DÖNEMİ ÇIKMIŞ VİZE,FİNAL VE BÜTÜNLEME SORULARI ÖĞR.GÖR.

. [ ] vektörünü S deki vektörlerin bir lineer

FEN FAKÜLTESİ MATEMATİK BÖLÜMÜ YAZ OKULU DERS İÇERİGİ. Bölümü Dersin Kodu ve Adı T P K AKTS

MIT Açık Ders Malzemesi İstatistiksel Mekanik II: Alanların İstatistiksel Fiziği 2008 Bahar

Bekleme Hattı Teorisi

FEM ile, Hapsolmuş Kuantum Mekaniksel Sistemlerin Çözümü

İleri Diferansiyel Denklemler

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Matris Cebiriyle Çoklu Regresyon Modeli

Elastisite Teorisi Düzlem Problemleri için Sonuç 1

Transkript:

Birinci Sınıf Bağlar Ayar Dönüşümlerinin Jeneratörleri midir? Mehmet Kemal Gümüş Hacettepe Üniversitesi Fizik Mühendisliği Bölümü 14 Şubat 2015 Mehmet Kemal Gümüş (Hacettepe Üniversitesi Birinci Fizik Sınıf Mühendisliği Bağlar Ayar Dönüşümlerinin Bölümü) Jeneratörleri 14 midir? Şubat 2015 1 / 38

Birinci Sınıf Bağlar Ayar Dönüşümlerinin Jeneratörleri midir? 1 Bağlı Sistemler İçin Dirac Kanonik Kuantizasyon Yöntemi 2 Yang-Mills Alanlarının Dirac Yöntemiyle Kuantizasyonu 3 Kuantum Noether Teoremi ve Yük Cebiri 4 Bağlı Sistemler İçin Faddeev - Jackiw Kuantizasyon Yöntemi 5 Yang-Mills Alanlarının Faddeev Jackiw Yöntemiyle Kuantizasyonu Mehmet Kemal Gümüş (Hacettepe Üniversitesi Birinci Fizik Sınıf Mühendisliği Bağlar Ayar Dönüşümlerinin Bölümü) Jeneratörleri 14 midir? Şubat 2015 2 / 38

Bağlı Sistemler İçin Dirac Kanonik Kuantizasyon Yöntemi Lagranjiyenden Hamiltonyene Legendre dönüşümü p i = δl δ q i H = p i q i L(q, q) Bu dönüşümün tersinir olabilmesi için ( δ 2 ) L det δ q i δ q j 0 olması gerekir Mehmet Kemal Gümüş (Hacettepe Üniversitesi Birinci Fizik Sınıf Mühendisliği Bağlar Ayar Dönüşümlerinin Bölümü) Jeneratörleri 14 midir? Şubat 2015 3 / 38

Bağlı Sistemler İçin Dirac Kanonik Kuantizasyon Yöntemi δ 2 L δ q i δ q j matrisinin rankı R ise; N boyutlu bir sistemde R < N olduğu durumda N R = M tane birincil bağ koşulu vardır. Bu bağ koşulları: φ m p m g m (q, p) = 0, m = 1,..., M sistemin faz uzayını 2N M = N + R boyutlu bir Γ C hiper yüzeyine indirger. F ve G gibi iki dinamik değişken sadece faz uzayındaki bir hiper yüzeyi üzerinde birbirlerine eşitse bu iki nicelik birbirlerine zayıf-eşittir denir. F G ΓC = 0 F G Bu durumda bağ koşulları: φ m p m g m (q, p) 0, m = 1,..., M Mehmet Kemal Gümüş (Hacettepe Üniversitesi Birinci Fizik Sınıf Mühendisliği Bağlar Ayar Dönüşümlerinin Bölümü) Jeneratörleri 14 midir? Şubat 2015 4 / 38

Bağlı Sistemler İçin Dirac Kanonik Kuantizasyon Yöntemi Artık bu sistem için Hamiltonyen tek (unique) bir biçimde yazılamaz. Bağ koşullarının lineer kombinasyonları da Hamiltonyene eklenebilir. (u m : Lagrange çarpanları) Hamilton hareket denklemleri ise: H p = H + u m φ m q i δh p δp i ṗ i δh p δq i φ m 0 olduğu için bağ koşullarının tutarlılık şartları: φ m {φ m, H p } {φ m, H} + u n {φ m, φ n } 0 h m + C mn u n 0 Mehmet Kemal Gümüş (Hacettepe Üniversitesi Birinci Fizik Sınıf Mühendisliği Bağlar Ayar Dönüşümlerinin Bölümü) Jeneratörleri 14 midir? Şubat 2015 5 / 38

Bağlı Sistemler İçin Dirac Kanonik Kuantizasyon Yöntemi det (C mn ) 0 ise u m Lagrange çarpanları: u n h m ( C 1 ) mn şeklinde belirlenebilir. det (C mn ) 0 ise bu matrisin rankı R < M ise K 1 tane yeni (ikincil) bağ koşulu ortaya çıkar: φ k 0, k = 1,..., K 1 Bu yeni ikincil bağ koşulları sistemi daha düşük boyutlu yeni bir hiper yüzeyle sınırlar. Bu yeni hiper yüzey üzerinde birincil ve ikincil bağ koşullarının tutarlılık şartları sınanır. Mehmet Kemal Gümüş (Hacettepe Üniversitesi Birinci Fizik Sınıf Mühendisliği Bağlar Ayar Dönüşümlerinin Bölümü) Jeneratörleri 14 midir? Şubat 2015 6 / 38

Bağlı Sistemler İçin Dirac Kanonik Kuantizasyon Yöntemi Bu algoritma en küçük boyutlu bağ yüzeyi ve tüm bağ koşulları için tutarlılık şartları yazılıp bütün (K tane) bağ koşulları (birincil, ikincil, üçüncül...) belirleninceye dek sürdürülür. φ j 0, j = 1,..., M + K = J Sistemde J tane bağ koşulu olduğunda genişletilmiş Hamiltonyen v j gelişi güzel katsayılar olmak üzere olarak tanımlanır. H E H + v j φ j Mehmet Kemal Gümüş (Hacettepe Üniversitesi Birinci Fizik Sınıf Mühendisliği Bağlar Ayar Dönüşümlerinin Bölümü) Jeneratörleri 14 midir? Şubat 2015 7 / 38

Bağlı Sistemler İçin Dirac Kanonik Kuantizasyon Yöntemi Bağ koşulları için yeni bir sınıflandırma: Bir φ i bağ koşulu diğer tüm φ j bağ koşullarıyla Poisson parantezleri sıfıra zayıf-eşitse bu bağ koşulu birinci sınıf bağ koşulu olarak adlandırılır: {φ i, φ j } 0, i = 1,..., I Geriye kalan S = J I tane bağ koşulu ise ikinci sınıf bağ koşulu olarak adlandırılır: χ α 0, α = 1,..., S Mehmet Kemal Gümüş (Hacettepe Üniversitesi Birinci Fizik Sınıf Mühendisliği Bağlar Ayar Dönüşümlerinin Bölümü) Jeneratörleri 14 midir? Şubat 2015 8 / 38

Bağlı Sistemler İçin Dirac Kanonik Kuantizasyon Yöntemi İkinci sınıf bağ koşullarının inşa ettiği αβ {χ α, χ β } matrisi anti-simetriktir ve bağ yüzeyi üzerinde singüler değildir (S çift). det ( αβ ) ΓC 0 İkinci sınıf bağ koşullarının tutarlılık şartları v α lar için çözülebilir: χ α {χ α, H E } = {χ α, H} + v β {χ α, χ β } Mehmet Kemal Gümüş (Hacettepe Üniversitesi Birinci Fizik Sınıf Mühendisliği Bağlar Ayar Dönüşümlerinin Bölümü) Jeneratörleri 14 midir? Şubat 2015 9 / 38

Bağlı Sistemler İçin Dirac Kanonik Kuantizasyon Yöntemi Sistem kuantize edildiğinde Poisson parantezleri, kuantum komütatörlere denk gelir: Birinci sınıf bağ koşulları için i {F, G} [F, G] {φ 1, φ 2 } 0 [ ˆφ 1, ˆφ 2 ] ψ = 0 Eğer sistemde ikinci sınıf bağ koşulları varsa, Poisson parantezleri yerine Dirac parantezleri tanımlanır: {F, G} D {F, G} {F, χ α } Λ αβ {χ β, G} Λ αβ ( 1) αβ Şubat 2015 10 / 38

Bağlı Sistemler İçin Dirac Kanonik Kuantizasyon Yöntemi Bir faz uzayı fonksiyonunun ikinci sınıf bağ koşullarıyla Dirac parantezi: {F, χ α } D = {F, χ α } {F, χ γ } Λ γβ {χ β, χ α } }{{} βα = {F, χ α } {F, χ γ } δα γ = 0 Dirac parantezleri bilinen Poisson parantezleri ile aynı sonuçları verir. {F, H} D = {F, H} {F, χ α } Λ αβ {χ β, H} {F, H} Şubat 2015 11 / 38

Yang-Mills Alanlarının Dirac Yöntemiyle Kuantizasyonu Saf Yang-Mills Lagranjiyeni: L = 1 4 F a µνf µνa Alanların hareket denklemleri: F a µν = µ A a ν ν A a µ + f abc A b µa c ν D µ F µνa = µ F µνa + f abc A b µf µνc = 0 Bianchi Özdeşliği: D µ F µνa = 0 F µν = 1 2 ɛµνσρ F σρ Şubat 2015 12 / 38

Yang-Mills Alanlarının Dirac Yöntemiyle Kuantizasyonu A a µ alanları için kanonik momentumlar ise Π µa (x) L ( 0 A a µ { ) = F 0µ Π 0a = F 00a = 0 µ = 0 Π ia = F 0ia = E ia µ = i ϕ 1 = Π 0a = 0 sistemin birinci sınıf bağ koşuludur. Sistemin kanonik Hamiltonyeni ve birincil Hamiltonyeni ise H can = 1 2 ( Π a i Π ia + B a i B ia) Π a i i D i,ab A b 0 ˆ H p = H can + d 3 xλ 1 ϕ 1 Şubat 2015 13 / 38

Yang-Mills Alanlarının Dirac Yöntemiyle Kuantizasyonu ϕ 1 için tutarlılık şartı ikincil bağ koşulu üretir: { Π 0a, H p } = D ab i Π i,b 0 ϕ 2 = D ab i Π ib 0 İkincil Hamiltonyen: ˆ H S = H can + ˆ d 3 xλ 1 φ 1 + d 3 xλ 2 φ 2 İkincil bağ koşulu için tutarlılık şartı: ϕ 2 { D i Π ia, H S } 0 Şubat 2015 14 / 38

Yang-Mills Alanlarının Dirac Yöntemiyle Kuantizasyonu Algoritma sonlanmasına karşın sistemdeki Lagrange çarpanları belirlenemedi. Bu durumda sistemin bağ koşullarını ikinci sınıf bağ koşullarına dönüştürecek ayar sabitleme denklemleri (örneğin Coloumb Ayarı) eklenir χ 1 (x) A 0 (x) 0 χ 2 (x) D i A i (x) 0 Teorinin tüm bağ koşulları belirlendi: φ 1 ϕ 1, φ 2 ϕ 2, φ 3 χ 1, φ 4 χ 2 Şubat 2015 15 / 38

Yang-Mills Alanlarının Dirac Yöntemiyle Kuantizasyonu Bu bağ koşullarının oluşturduğu ij matrisi ve onun tersi Λ ij : ij (x, y) = {φ i (x), φ j (y)} x0 =y 0 0 0 1 0 = 0 0 0 2 x 1 0 0 0 δ3 ( x y) 0 2 x 0 0 0 0 1 0 Λ ij (x, y) = 0 0 0 2 x 1 0 0 0 δ3 ( x y) 0 2 x 0 0 Şubat 2015 16 / 38

Yang-Mills Alanlarının Dirac Yöntemiyle Kuantizasyonu Teorinin Dirac Komütatörleri Sırayla: [ ] A a µ (x), A b ν (y) = 0 = x0 =y 0 D [ ] Π a µ (x), Π b ν (y) D x0 =y 0 [ ] A a µ (x), Π ν,b (y) D ( = iδ ab x0 =y 0 δ j i ( x ) i 1 = iδ ab δ j i (tr) ( x y) 2 x ( x ) j ) δ 3 ( x y) Burada hesaplamaları yeniden yapmadan Abelian sonuçlar, Yang-Mills Teorisindeki SU(N) U(1) dönüşümü SU(N) gruplarının yapı sabitleri f abc 0 alınarak bulunabilir. Şubat 2015 17 / 38

Yang-Mills Alanları İçin Kuantum Noether Teoremi ve Yük Cebiri Dirac metodunda birinci sınıf bağ koşullarının tutarlılık şartları: φ j {φ j, H} + u m {φ j, φ m } j = 1,..., J = M + K m = 1,..., M u m : Lagrange çarpanları Bu eşitlik u m ler için J tane homojen olmayan lineer denklem olarak düşünülebilir. Bu durumda u m ler için genel çözüm: u m U m (q, p) + v a V m a (q, p) a = 1,..., A U m : homojen olmayan kısmın çözümleri V m a : homojen kısmın çözümleri v a : gelişi güzel katsayılar Şubat 2015 18 / 38

Ayar Alanları İçin Kuantum Noether Teoremi ve Yük Cebiri Herhangi bir faz uzayı niceliğinin bağ yüzeyi üzerindeki hareket denklemi: Ḟ {F, H} + u m {F, φ m } {F, H p } H p = H + U m φ }{{ m +v a V } a m φ }{{ m } H φ a Eğer dikkatimizi ayar simetrisine çevirirsek H p de gelişi güzel v a katsayılarının olması fiziksel bir durumun sonsuz farklı durum uzayları ile ifade edilebileceğini gösterir (Ayar Serbestisi). Buna göre F (0) başlangıç durumuna sahip bir fiziksel niceliğin zamanla değişimini sonsuz farklı şekilde gösterebiliriz. Şubat 2015 19 / 38

Ayar Alanları İçin Kuantum Noether Teoremi ve Yük Cebiri v a nın iki özel seçimi için sırayla v1 a ve v 2 a δt süresi için F in değişimi: olmak üzere çok küçük bir F 1 (δt) = F (0) + {F, H p } δt = F (0) + [{ F, H } + v1 a {F, φ a } ] δt F 2 (δt) = F (0) + {F, H p } δt = F (0) + [{ F, H } + v2 a {F, φ a } ] δt F nin t = δt anındaki iki değeri arasındaki fark: F (δt) = F 1 (δt) F 2 (δt) = δt (v1 a v2 a ) {F, φ a } µ a {F, φ a } µ a : infinitesimal gelişi güzel bir sayı Şubat 2015 20 / 38

Ayar Alanları İçin Kuantum Noether Teoremi ve Yük Cebiri Bu dönüşüm (infinitesimal) ayar dönüşümü olarak adlandırılır. Yukarıdaki iki hareket denklemi de aynı fiziksel sonucu verir. Yani birincil birinci sınıf bağ koşulları ayar dönüşümlerinin jeneratörü olur. Benzer şekilde ikincil birinci sınıf bağ koşullarının da ayar dönüşümlerinin jeneratörü olabileceği gösterilebilir. F 1 = F (0) + µ a {F, φ a } F 12 = F 1 + v a {F 1, φ a } = F (0) + µ a {F, φ a } + v a {F + µ a {F, φ a }, φ a } Aynı dönüşümü ters sırayla yapsaydık: F 21 = F (0) + v a {F, φ a } + µ a { F + v a {F, φ a }, φ a } Şubat 2015 21 / 38

Ayar Alanları İçin Kuantum Noether Teoremi ve Yük Cebiri F 12 ile F 21 arasındaki fark: F = F 21 F 12 = µ a v a [{{F, φ a }, φ a } {{F, φ a } φ a }] = µ a v a {F, {φ a, φ a }} {φ a, φ a } bu ayar dönüşümünün jeneratörüdür ve sıfıra zayıf-eşittir. Dolayısıyla birinci sınıf bağ koşulları kümesinin kapalılık özelliği gereği bu Poisson parantezi, birinci sınıf bağ koşullarının lineer kombinasyonuna kuvvetli-eşittir. {φ a, φ a } = λ a a a φ a Böylece birincil veya ikincil tüm birinci sınıf bağ koşulları ayar dönüşümlerinin jeneratörü olabildiği gösterilmiş olur. Şubat 2015 22 / 38

Ayar Alanları İçin Kuantum Noether Teoremi ve Yük Cebiri Klasik A µ = g τ a 2i Aa µ alanları, λ = g τ a 2i λa olmak üzere U = e λ şeklinde parametrize edilen Abelyen olmayan dönüşümler altında dönüşüm kuralı: A µ = UA µ U 1 ( µ U) U 1 Eğer dönüşüm infinintesimal olarak yapılırsa (λ δλ) olur. Burada A µ = A µ D µ (δλ) D µ µ + [A µ, kovaryant türevin adjoint temsildeki gösterimidir. Şubat 2015 23 / 38

Ayar Alanları İçin Kuantum Noether Teoremi ve Yük Cebiri Ayar alanları kuantize edildiğinde (A µ A µ ) kuantum alan operatörünün beklenen değerinin dönüşümünün klasik alanın dönüşümü ile aynı sonucu vermesi beklenir. Bu durumda dönüşüm kuralı: şeklinde olur. (A µ ) = U 1 A µ U Klasik Alan Kuramı ndaki Noether Teoremi, Kuantum Alan Kuramı na taşındığında korunumlu Q Noether yükünün kuantum bölgesinde simetrilerin jeneratörü olması beklenir. Yani U = e iq şekilde parametrize edilir ve sonsuz küçük dönüşümler için sağlanması gerekir. A µ + i [A µ, δq]? A µ D µ δλ Şubat 2015 24 / 38

Ayar Alanları İçin Kuantum Noether Teoremi ve Yük Cebiri Yang-Mills alanlarının Abelyen olmayan dönüşümler altındaki değişmezliğine karşı gelen Noether akımı ve Noether yükü sırasıyla: ˆ δq = δj µ δl = δ ( µ A a ν) δaa ν = F µν,a (D ν δλ) a ˆ ˆ d 3 xδj 0 = d 3 xf 0ν,a (D ν δλ) a = d 3 xπ ν,a (D ν δλ) a şeklindedir. Yang - Mills alanları için eş zamanlı kanonik kuantizasyon bağıntısı: [ A a µ (x), Π b ν (y) = iδb a δµ ν δ 3 ( x y) şeklindedir. Dolayısıyla; bulunur. ] x0=y0 [A µ, δq] = id µ λ Şubat 2015 25 / 38

Ayar Alanları İçin Kuantum Noether Teoremi ve Yük Cebiri Gerçekten δq yükünün Abelyen olmayan dönüşümlerin jeneratörü olduğu kanıtlanmış olur. Noether yüküne kısmi integrasyon uygulanırsa ˆ ˆ δq = d 3 xδj 0 = i d 3 x (D ν Π ν ) a δλ a olduğu görülebilir. Yani infinitesimal δλ parametreli ayar dönüşümünün jeneratörü Dirac kuramında ikincil birinci sınıf bağ koşuludur. Bu da genelleştirilmiş Gauß Yasasıdır: G a = D ab ν Π ν,b Şubat 2015 26 / 38

Bağlı Sistemler İçin Faddeev - Jackiw Kuantizasyon Yöntemi Dirac metoduna alternatif Dirac metoduna nazaran daha ekonomik ve basit bir yöntem Bu yöntemde Hamilton formalizmindeki momentumlar, Lagranjiyen formalizmine yeni koordinatlar olarak taşınır. Dirac metodunda bağ koşulları sınıflandırılırken Faddeev-Jackiw metodunda böyle bir sınıflandırma yoktur. Şubat 2015 27 / 38

Bağlı Sistemler İçin Faddeev - Jackiw Kuantizasyon Yöntemi Metodun başlangıç noktası: birinci mertebeden zaman türevleri içeren Lagranjiyen inşa etmek nboyutlu bir sistemin konfigürasyon uzayı momentumların eklenmesiyle 2n boyuta katlanır. p i ve q i, ξ i konfigürasyon uzayı değişkenleri olarak genelleştirilir Faz uzayındaki p i lere karşılık gelen ξ (pi ) lerin zamana bağlı türevleri Faddeev-Jackiw Lagranjiyeninde yoktur. Şubat 2015 28 / 38

Bağlı Sistemler İçin Faddeev - Jackiw Kuantizasyon Yöntemi Hamiltonyen, Lagranjiyendenters Legendre dönüşümü ile dönüştürülerek elde edilir: Hamiltonyen: L (ξ) = a i (ξ) ξ i V (ξ) H = L ξ ξ i L = a i ξ i i = V (ξ) [ ] a i (ξ) ξ i V (ξ) Şubat 2015 29 / 38

Bağlı Sistemler İçin Faddeev - Jackiw Kuantizasyon Yöntemi Vektör potansiyel a i (ξ) 1 2 ξj w ji nin olduğu durumda w ji anti-simetrik sabit bir matristir. w ij nin simetrik kısımlar zamanın tam türevlerini içerdiğinden Lagranjiyene katkı vermezler Euler-Lagrange denklemleri: f ij ( f 1) ij olmak üzere f ij ξ j = V ξ i = H ξ i f ij ξ i a j ξ j a i ξ j ij H = f ξ i Şubat 2015 30 / 38

Bağlı Sistemler İçin Faddeev - Jackiw Kuantizasyon Yöntemi Burada iki durum söz konusudur: det (f ij ) 0 ise ξ i ler için hareket denklemleri çözülebilir. det (f ij ) = 0 ise w nın M < N = 2n tane z m sıfır öz vektörü vardır ve M tane denklem zaman türevleri içermez: z i m H (ξ) = 0, ξi m = 1,..., M z m in kapsadığı ortogonal uzayda f ij matrisinin 2n boyutlu bir ters matrisi vardır. Bu durumda N = 2n + M olur. Şubat 2015 31 / 38

Bağlı Sistemler İçin Faddeev - Jackiw Kuantizasyon Yöntemi det (f ij ) 0 durumu yani f ij nin tersinin olduğu durum ele alınırsa ξ j ij H = f ξ i = { ξ j, H } 1 i [ ξ j, H ] = 1 i [ ξ j, ξ i] H ξ i Daha genel olarak: [A (ξ), B (ξ)] = 1 i A ij B f ξi ξ j Şubat 2015 32 / 38

Bağlı Sistemler İçin Faddeev - Jackiw Kuantizasyon Yöntemi f ij Darboux dönüşümü sayesinde sabit bir anti simetrik matrisle tasvir edilebilir: a i (ξ) = 1 2 Qk (ξ) w kl Q l ξ i f ij = Qk Q l ξ i w kl ξ j Bu yeni koordinatları kanonik yapmak için w ij Gram-Schmidt yöntemi ile anti simetrik blok diagonal bir forma sokulabilir ( ) 0 I w ij = I 0 Şubat 2015 33 / 38

Bağlı Sistemler İçin Faddeev - Jackiw Kuantizasyon Yöntemi det (f ij ) = 0 yani f ij singülerse Darboux dönüşümleri f ij nin en büyük ranka sahip singüler olmayan alt matrisi için uygulanabilir ve böylece w ij nin daha küçük boyutlu olduğu bir kinetik terim elde edilir. Bağlı z m (ξ), m = 1,..., M koordinatları Hamiltonyenin içine taşınır. L = 1 2 ξi w ij ξ i H (ξ, z) Bu durumda bağlı z m koordinatlar için Euler-Lagrange denklemleri H (ξ, z) z m = 0 Şubat 2015 34 / 38

Bağlı Sistemler İçin Faddeev - Jackiw Kuantizasyon Yöntemi Bu Euler-Lagrange denklemleri z m ler için çözülürse sistemin gerçek bağ koşulları φ k (ξ) lar elde edilir ve bu çözümler Lagranjiyen e yerleştirilir L = 1 2 ξi w ij ξ j H (ξ) z k φ k Bu birbirinden bağımsız ξ lerin sayısını azaltır. Bu φ k lar Lagranjiyen e eklendiğinde: a i (ξ) a i (ξ) Bu yeni vektör potansiyeli de kanonik forma sokmak için Darboux dönüşümü uygulanır. Bu prosedür yeni bağ koşulları üretmeyen indirgenmiş bir kanonik sistem yani indirgenmiş bir Lagranjiyen elde edilene kadar sürdürülür. Şubat 2015 35 / 38

Yang-Mills Alanlarının Faddeev Jackiw Yöntemiyle Kuantizasyonu Yang-Mills Lagrangian i Π µ,a F 0µ,a ve Π 0,a = 0 olmak üzere: ˆ L = d 3 x Π i Ȧ i 1 [ (Π i,a ) 2 ( + B i,a ) ] 2 + D ab i Π i,b A a 0 } 2 {{} A 0,a simplektik kısımda olmadığı için H H (ξ, z) z m = 0 δh δa a 0 = D ab i Π i,b = 0 Şubat 2015 36 / 38

Yang-Mills Alanlarının Faddeev Jackiw Yöntemiyle Kuantizasyonu Bunu çözmek için Π i,a ve A i,a enine (transverse) ve boyuna (longitudial) bileşenlerine ayrılır ve Lagrangian da yerine yerleştirilirse: Π i,a = Π ia T + i 2 Πa ˆ L = { d 3 x A i,a = A ia T + Π i,a T Ȧi,a T 1 2 i 2 Aa [ ( ) 2 Π i,a ( T + B i,a ) 2]} Simplektik kısımda artık bağlı bir koordinat kalmadığı için: wij ab = 1 ] [Π a i,t i (x), Ab,j,T (y) = iδb a δi j δ 4 (x y) yazılabilir ve böylece kuantizasyon yapılabilir. Şubat 2015 37 / 38

P.A.M. Dirac, Lectures on Quantum Mechanics, (Yeshiva University Press, New York, 1964) R. Jackiw, (Constrained) Quantization Without Tears, arxiv:hep-th/930675v1, 1993 N.K. Pak, Introduction to Instatons in Yang-Mills Theory, ICTP Lecture Notes, IC/80/17, Trieste, Italy, 1980 İ.Turan, The Faddeev-Jackiw Quantization of the U(1) Gauged SU(2) WZW Model,(Graduate School of Natural and Applied Sciences, METU Master Thesis) 1999 Mehmet Kemal Gümüş (Hacettepe Üniversitesi Bağlı Sistemlerde Fizik Mühendisliği Birinci Sınıf Bölümü) Bağlar Ayar Dönüşümlerinin 14 Şubat Jeneratörleri 2015 midir? 38 / 38

Bağlı Sistemlerde Birinci Sınıf Bağlar Ayar Dönüşümlerinin Jeneratörleri midir? Yardımları ve rehberlikleri için Sayın Prof. Namık K. Pak a ve Prof. Müge Boz a ve beni dinlediğiniz için sizlere Teşekküler Mehmet Kemal Gümüş (Hacettepe Üniversitesi Bağlı Sistemlerde Fizik Mühendisliği Birinci Sınıf Bölümü) Bağlar Ayar Dönüşümlerinin 14 Şubat Jeneratörleri 2015 midir? 38 / 38