ゴースト（物理学）

Ghost_(physics)

場の量子論の用語では、ゴースト、ゴーストフィールド、ゴースト粒子、またはゲージゴーストはゲージ理論では非物理的な状態です。局所場が物理的な自由度の数を超える理論でゲージ不変性を維持するには、ゴーストが必要です。
ゴーストの導入によって特定の理論が一貫している場合、これらの状態は「良好」とラベル付けされます。優れたゴーストは、ファデエフポポフゴーストのように、正則化のために導入された仮想粒子です。それ以外の場合、「悪い」ゴーストは、負の運動エネルギーを持つ粒子を導入するPauli–Villarsゴーストのように、理論上、望ましくない非仮想状態を認めます。
ゴーストフィールドの必要性の例は、光子です。これは、光が真空中で許容される偏光が2つしかない場合でも、通常は4成分のベクトルポテンシャル Aμで表されます。非物理的な自由度を取り除くには、いくつかの制限を適用する必要がこの削減を行う1つの方法は、理論にゴーストフィールドを導入することです。電磁界を量子化するためにゴーストを追加する必要は必ずしもありませんが、標準模型の非アーベルヤンミルズ理論の拡張を扱う場合は、ゴーストフィールドが厳密に必要です。
負のゴースト数（フィールド内のゴースト励起の数）を持つフィールドは、アンチゴーストと呼ばれます。

コンテンツ
1 良い幽霊
1.1 ファデエフ・ポポフの幽霊 1.2 ゴールドストーンボソン
2 悪い幽霊
2.1 ゴーストコンデンセート 2.2 ランダウゴースト
3 も参照してください
4 参考文献
5 外部リンク

良い幽霊

ファデエフ・ポポフの幽霊
ファデエフ・ポポフの幽霊
ファデエフ・ポポフゴーストは、経路積分の定式化の一貫性を維持するために導入された、無関係な反交換 フィールドです。それらはLudvigFaddeevとVictorPopovにちなんで名付けられました。

ゴールドストーンボソン
ゴールドストーンボソンは、ゴーストと呼ばれることも主に、ヒッグス機構による電弱対称性の自発的対称性の破れの消失ボソンについて話すとき。これらの良い幽霊はゲージ固定のアーティファクトです。WボソンとZボソンの縦偏光成分は、電弱対称性SU（2） ⊗U （1）の自発的対称性の破れた部分のゴールドストーンボソンに対応しますが、これは観測できません。この対称性が測定されるため、3つのゴールドストーンボソンまたはゴーストは、3つの壊れたジェネレーターに対応する3つのゲージボソン（W ±およびZ ）によって「食べられ」ます。これにより、これらの3つのゲージボソンに質量と、関連する必要な3番目の分極の自由度が与えられます。

悪い幽霊
「悪い幽霊」は、理論物理学における「幽霊」という言葉の別のより一般的な意味を表します。負のノルムの状態や、パウリ゠羅の幽霊など、運動用語の符号が間違っているフィールド。負の確率であるため、ユニタリー性に違反します。
ゴースト粒子は対称性を取得したり、ゲージ場で対称性を壊したりする可能性が「良いゴースト」粒子は、ゲージ変換で「ゲージ固定 ラグランジアン」を変更しないことによって実際に対称性を取得しますが、悪いゴースト粒子は、対称性を変更する非アーベルG行列を取り込むことによって対称性を破ります。これは、ゲージ共変および反変導関数を導入する主な理由。

ゴーストコンデンセート
で
ゴースト凝縮体は、運動項の符号が間違っている場の励起であるゴーストが真空期待値を取得するという投機的な提案です。この現象は、ローレンツ不変性を 自発的に破壊します。新しい真空状態の周りでは、すべての励起が正のノルムを持っているため、確率は正定値です。
次のアクションを持つ実際のスカラー場φがありますS = ∫ d 4X
[ a 2 bX ]
{ S = int d ^ {4} x left [aX ^ {2}-bX right]}
  ここで、aとbは正の定数であり、X= d e f1 2 η μ ν ϕ ∂
ν ϕ { X { stackrel { mathrm {def}} {=}} { frac {1} {2}} eta ^ { mu nu} partial _ { mu} phi partial _ { nu} phi}
  （+、-、-、-）符号数の符号規則を使用します。
ゴースト凝縮の理論は、宇宙マイクロ波背景放射の特定の非ガウス性を予測します。これらの理論は、 Nima Arkani-Hamed、MarkusLutyなどによって提案されています。
残念ながら、この理論は、場合によっては情報の超光速伝播を可能にし、そのエネルギーに下限はありません。このモデルは、因果関係があるため、ハミルトニアン定式化を許可しません（ルジャンドル変換は、運動量関数が凸ではないため、多値です）。この理論を量子化すると問題が発生します。

ランダウゴースト
ランダウ極
ランダウ極は、ランダウゴーストと呼ばれることもレフ・ランダウにちなんで名付けられたこの幽霊は、大きなエネルギースケールで漸近的自由がない繰り込み手順の矛盾です。

も参照してください
悪い幽霊に関連する幽霊のない定理

参考文献
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外部リンク
コープランド、エド; パディージャ、アントニオ（2011年10月26日）。ハラン、ブレイディ（編）。ゴースト粒子（ビデオ）。60のシンボル。ノッティンガム大学。”