Mathias de Riese, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2004 :

"Einfache Raum-Zeit Symmetrien in der Quantenfeldtheorie"


"Simple Space-Time Symmetries in Quantum Field Theory"



Schlagwörter: quantum field theory; lie groups; SO groups; chiral symmetries; Hilbert spaces; process algebra
PACS : 03.70.+k; 11.10.-z; 02.20.-a; 02.70.Wz
Volltext

Summary

Kurzfassung

In dieser Arbeit wird ein Programm vorgestellt, in dem Quantenfeldtheorien mit einfachen Raumzeitsymmetrien studiert werden. Diese Symmetrien sind durch einfache Liegruppen gegeben, von welchen gefordert wird, auf den Hilber­ traum der Zustände durch unitäre positive Energiedarstellungen zu wirken (Spektrumsbedingung). Es wird angenommen, dass die Wirkung der Symmetriegruppe auf die Raumzeit eine global kausale Struktur invariant lässt. Die klassischen Beispiele sind konforme Feldtheorien in beliebiger Dimension. Die Eigenschaften der konformen Gruppen und ihrer Wirkung auf die Raumzeit werden verallgemeinert und es wird gezeigt, dass die einfachen Liegruppen mit diesen Eigenschaften universelle Überlagerungen der nichtkompakten Liegrup­ pen SO(2,D), SO*(4n), SU(m,m), Sp(l, R) und der exzeptionellen Gruppe E7(-25) sind. Die Raumzeit ist durch den Quotientenraum G/H gegeben, wobei G eine der oben angeführten einfachen Liegruppen und H die Identitätskomponente einer maximalen parabolischen Untergrupppe ist. Es wird außerdem gezeigt, dass die klassischen konformen Gruppen SO(2,D) die einzigen erlaubten Gruppen sind, die einen Automorphismus besitzen, der als Zeitreflektion interpretiert werden kann. Die übrigen verallgemeinerten konformen Raumzeiten haben eine intrinsische chirale Struktur. Methoden zur expliziten Analyse der Liealgebren werden entwickelt und sind in dem Computeralgebra­ paket LambdaLie implementiert worden. Eine Anwendung dieser Methoden im Studium nichtkompakter Liegruppen wird präsentiert.

Titel

Kurzfassung

Summary

In this thesis a program to study quantum field theories with simple space­time symmetries is introduced. These symmetries are given by simple Lie groups which are required to act on the Hilbert space of states by unitary positive energy representations (spectrum condition). It is assumed that the action of the symmetry group on space­time leaves a globally causal structure invariant. The classical examples are conformal field theories in any dimension. The prop­ erties of the conformal groups and their action on space­time are generalized, and the simple Lie groups with these properties are shown to be universal cov­ erings of the non­compact Lie groups SO(2,D), SO*(4n), SU(m,m), Sp(l,R), and the exceptional group E7(-25) . Space­time is given by the quotient G/H , where G is one of the listed simple Lie groups and H the identity component of a maximal parabolic subgroup. It is also shown that the classical confor­ mal groups SO(2,D) are the only allowed groups possessing an automorphism which can be interpreted as a time reflection. The remaining generalized con­ formal space­times have an intrinsic chiral structure. Methods for the explicit analysis of Lie algebras are developed and have been implemented in the com­ puter algebra package LambdaLie. An application of these methods in the study of non­compact gauge groups is presented.