Frage:
Eine Fußgängererklärung für konforme Blöcke
user346
2010-12-10 21:06:34 UTC
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Ich würde mich sehr freuen, wenn jemand versuchen könnte, zu vermitteln, was konforme Blöcke sind und wie sie in der konformen Feldtheorie (CFT) verwendet werden. Ich bekomme endlich den Schimmer des Verstehens, wenn ich Moore and Reads wundervolles Papier lese. Aber ich denke / hoffe, dass diese Seite Leute hat, die die damit verbundenen Begriffe auf einfachere und intuitivere Weise erklären können.


Bearbeiten: Hier ist ein einfaches Beispiel aus Seite 8 der oben zitierten Referenz ...

In einer 2D-CFT haben wir Korrelationsfunktionen der Felder $ \ phi_i (z, \ bar z) $ (wobei $ z = x + \ imath y $) an verschiedenen Punkten auf der komplexen Ebene . Die n-Punkt-Korrelationsfunktion kann erweitert werden als:

$$ \ left \ langle \ prod_ {a = 1} ^ n \ phi_ {i_a} (z_a, \ bar z_a) \ right \ rangle = \ sum_p | F_ {p \; i_ {1} \ dots i_n} (z_ {1} \ dots z_n) | ^ 2 $$

Hier kennzeichnet $ p $ Mitglieder einer Funktionsbasis $ F_ {p \; i_1 \ dots i_n} (z_ {1} \ dots z_n) $, die einen Vektorraum für jedes n-Tupel $ (z_ {1} \ dots z_n) $

umfassen. Diese Funktionen $ F_p $ sind bekannt als konforme Blöcke und scheinen eine "Fourier" -Zerlegung der Korrelationsfunktionen zu ergeben.

Dies ist, was ich bisher gesammelt habe. Wenn jemand mehr Beispiele ausarbeiten könnte, wäre das wunderbar!


Bearbeiten: Es ist sehr schwierig zu entscheiden, welche Antwort die "richtige" ist. Ich werde es noch ein paar Tage geben. Vielleicht ändert sich die Situation!


Die "richtige" Antwort geht an (Trommelwirbel): David Zavlasky. Nun, das sind alles gute Antworten. Ich habe David für die zusätzlichen fünf Punkte ausgewählt, weil er meiner Meinung nach der einfachste ist. Er erwähnt auch das "Cross-Ratio", das ein Baustein der CFT ist.

Konforme Blöcke? Nie von ihnen gehört. Klingt nach einer Randtheorie (möglicherweise vernünftig, möglicherweise verrückt).
Verrückt? Weit davon entfernt. Für alle, die mit CFT vertraut sind, sind sie Brot und Butter.
@space_cadet: Ich muss sagen, ich habe den Begriff auch nie gehört. Möchte jemand eine kurze Erklärung oder Referenz geben? Das Gefühl, das ich vom Begriff * konformer Block * bekomme, ist übrigens, dass er mit Blöcken aus der Standard-Renormierungsgruppe um einen kritischen Punkt auf einem Gitter fließen sollte (wo die Theorie konforme Symmetrie in der Kontinuumsgrenze gewinnt). Ist das relevant oder nur ein Zufall?
c@space_Cadet: Ich sagte * möglicherweise *. Die konforme Feldtheorie selbst ist kein weit verbreitetes Gebiet! Marek hat recht; Eine kurze Erklärung / Referenz würde nicht schaden.
@noldorin. Du hast recht. Es könnte ** möglicherweise ** verrückt sein ;-). Ich werde ein schwaches Beispiel anführen, das mein Verständnis zulässt.
@Noldorin: Ich muss dich dort korrigieren. Die konforme Feldtheorie gehört ** zu den derzeit am meisten untersuchten Theorien ** ;-) Sie ist eine Grundlage der Stringtheorie (das String-Weltenblatt ist ein 2D-Objekt, das eine konforme Symmetrie besitzt). Es ist auch ein wichtiges Werkzeug in der statistischen Physik und der Physik der kondensierten Materie, da Modelle um den kritischen Punkt eine unendliche Korrelationslänge aufweisen und dies konforme Symmetrie bedeutet. Es ist auch in vielen anderen Bereichen und in der reinen Mathematik wichtig (Smirnov hat erst in diesem Jahr eine Fields-Medaille dafür erhalten). Also da :-)
@space_cadet: danke für die Ausarbeitung. Ich fürchte, ich kann dir nicht helfen, aber ich habe die Frage hochgestimmt und werde gespannt auf Antworten sein :-)
@Marek: Oh, ich hatte den Eindruck, dass die Newtonsche Mechanik etwas genauer untersucht wurde. Dumm, dumm mich. * Rollt mit den Augen *
@Noldorin: Wenn Sie in Ihrem ursprünglichen Kommentar sarkastisch waren (oder jetzt sind), dann tut es mir leid. Es war schon immer schwer für mich, Sarkasmus im Internet zu entdecken :-)
@Marek: Ich denke, das gilt für alle, es ist immer schwieriger, Sarkasmus online zu erkennen. Wie auch immer, ich habe mich nur ein kleines bisschen mit der konformen Feldtheorie befasst, und obwohl es nicht das am meisten untersuchte Ding da draußen ist, ist es sicherlich die Mainstream-Physik. Noldorin, ich erinnere mich an Sie, als Sie sagten, Sie hätten QFT noch nicht studiert, und angesichts dessen wäre es keine Überraschung, dass Sie vielleicht noch nichts von CFT gehört haben. Ich werde sehen, ob ich diese Frage später beantworten kann. (Keine Garantie)
In etwa könnten Sie sich konforme Blöcke als Analoga von Erweiterungen in sphärischen Harmonischen vorstellen. Ich könnte oder könnte nicht dazu kommen, etwas detaillierteres zu schreiben.
@David: Sie haben Recht, ich weiß nur sehr wenig darüber. Trotzdem denke ich gerne, dass ich von den meisten nicht ausgefallenen Theorien und einem Großteil des Jargons gehört habe! Naja. :) :)
@Matt Reece: Lesen Sie sorgfältig; das habe ich nicht angedeutet. Ich habe nur darauf hingewiesen, dass es durchaus möglich ist, dass viele Physiker / Studenten, die diese Site besuchen, * möglicherweise * mit dem Begriff nicht vertraut sind, da er innerhalb der Physik eng ist.
@Noldorin: unterschätzt niemals die Fähigkeit von Physikern, Theorien und Fachsprache zu entwickeln ;-) Ich bin mir ziemlich sicher, dass es mehr Theorien gibt, selbst in einem einzigen Teilbereich der Physik, als irgendjemand jemals in einem ganzen Leben lernen könnte - wie Als Student hatte ich keine Ahnung, dass die meisten Dinge, mit denen ich jetzt arbeite, überhaupt existierten.
@David: Du hast recht! Ich sollte etwas bescheidener sein und nicht davon ausgehen, dass mir auch die größeren Teilbereiche der Physik bekannt sind! Wahrscheinlich tauchen jede Woche neue auf, wie Sie andeuten!
Ich habe einige Zeit damit verbracht, Papiere zu lesen, die mit konformen Blöcken zu tun haben. Ich kann nicht sagen, dass ich etwas verstanden habe. Aber ich bin auch auf diese [Sammlung von Referenzen] (http://ncatlab.org/nlab/show/conformal+block) bei nLab gestoßen. Ich mag besonders die zweite von Beauville und Laszlo, aber Sie kennen besser eine algebraische Geometrie, um ihr zu folgen. Schauen Sie sich auch das letzte Papier von Mironov, Morozov, Shakirov und die darin enthaltenen Referenzen an.
Vielen Dank für die Referenzen @marek,, aber sie alle richten sich an Mathematiker. Sie werden mir wahrscheinlich Sodbrennen geben!
@space_cadet: ja. Offensichtlich hat es mit einer großen Menge neuerer Arbeiten in der Stringtheorie und -geometrie zu tun. Ich hatte keine Ahnung, dass der Begriff so wichtig war. Wie wäre es übrigens mit [diesem] (http://books.google.cz/books?id=keUrdME5rhIC), Abschnitt 9.3?
@marek - DiFrancesco ist die kanonische Referenz für CFT. Ich hoffe, all diese harte Arbeit zu vermeiden, indem ich von einigen der Weisen auf dieser Seite lerne.
@space_cadet: Das wusste ich nicht. Übrigens ist es ein Buch, aus dem ich CFT gelernt habe (und ich denke, es ist ein großartiges Buch), aber ich bin nie bis zum 9. Kapitel gekommen.
@Matt Reece: Es wäre sehr schön, wenn Sie weitere Einblicke in das Thema geben könnten :)
Ich habe ein bisschen gelesen und es scheint, dass konforme Blöcke tatsächlich mit dem Thema zusammenhängen, zu dem ich recherchiere (obwohl ich den Begriff noch nie zuvor gehört habe). Ich denke, es lohnt sich für mich, dies genauer zu untersuchen, und ich werde versuchen, aufzuschreiben, was ich finde.
@David: freut sich darauf. Ich würde auch gerne darüber recherchieren und es genauer untersuchen, aber es gibt so viele Dinge zu studieren, dass es keine Möglichkeit gibt, alles zu lernen, was man möchte. Es ist also großartig, dass jemand anderes es für Sie tut (oder es im Idealfall bereits getan hat). Hier liegt das größte Potenzial solcher Websites.
Verwandte: http://physics.stackexchange.com/questions/116530/calculation-of-conformal-block-co-effecients
@Noldorin, Auf der Tour-Seite im Hilfemenü von Physics.SE heißt es, dass diese Website für eine Vielzahl von Personen gedacht ist, einschließlich aktiver Forscher.Das bedeutet, nicht nur allgemein zugängliche Fragen mit Hintergrundlinks zu begrüßen, sondern auch unapologetisch technische Fragen, deren Sinn möglicherweise jahrelangen Hintergrund erfordert.Obwohl sie dem nicht immer gerecht werden, denke ich, dass Physics.SE und Math.SE am besten sind, wenn sie Menschen mit unterschiedlichem Anspruch dazu ermutigen, sich auf inspirierende, nicht einschüchternde Weise zu vermischen.Aus dem letzten Kommentar von David Z geht hervor, dass dies hier passiert ist!
Ich habe einen Entwurf eines Wikipedia-Artikels über Virasoro-konforme Blöcke gestartet.Vorschläge, Feedback und Beiträge sind willkommen.https://en.wikipedia.org/wiki/Draft:Virasoro_conformal_block
Fünf antworten:
Scott Carnahan
2010-12-21 00:10:47 UTC
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Jetzt, da wir die Perspektive eines Physikers haben, fühle ich mich nicht schlecht, wenn ich aus der Sicht eines Mathematikers konforme Blöcke skizziere. Vermutlich gibt es ein Wörterbuch, das die beiden Welten verbindet, aber ich verstehe die Physik nicht gut genug, um zusammenhängende Sätze darüber zu sagen. Ich entschuldige mich im Voraus für etwaige Unklarheiten - dies ist kein sehr fußgängerorientiertes Thema.

Ich werde mich konformen Blöcken vom Standpunkt konformer Scheitelpunktalgebren nähern, die in der Mathematik normalerweise als algebraische Strukturen erscheinen, die Sie verwenden können beweisen Theoreme in der Darstellungstheorie. Scheitelpunktalgebren sind Vektorräume $ V $, die mit einer "Multiplikation mit Singularitäten" $ V \ otimes V \ bis V ((z)) $ ausgestattet sind, die den besten Aufwand für die Multiplikation von Quantenfeldern codieren (die manchmal als "Verteilungen mit Operatorwerten" bezeichnet werden). ). Die linke Multiplikation mit einem Element $ u $ ergibt eine formale Potenzreihe $ \ sum_ {n \ in \ mathbb {Z}} u_n z ^ {- n-1} $, deren Koeffizienten Operatoren sind. Um eine Scheitelpunktalgebra konform zu machen, muss ein definierter Vektor $ \ omega $ gewählt werden, dessen entsprechende Operatoren eine Aktion der Virasoro-Algebra erzeugen, die eine zentrale Erweiterung der komplexierten Lie-Algebra von Polynomvektorfeldern auf dem Kreis darstellt. Sie verlieren konzeptionell nicht viel, wenn Sie sich Virasoro als den Tangentenraum der Gruppe $ Diff (S ^ 1) $ an der Identität vorstellen, aber es gibt eine Anomalie der "zentralen Ladung ungleich Null" im Spiel, die die zentrale Erweiterung erforderlich machen kann. Der Kreis wird hier angezeigt, da er die Grenze einer Punktion darstellt, an der ein Feld eingefügt wird.

Mein Verständnis der physikalischen Interpretation ist das folgende unvollständige und möglicherweise falsche Bild: Innerhalb einer 2D-konformen Feldtheorie gibt es eine Algebra von (beispielsweise sich nach links bewegenden) chiralen Symmetrien, und genau diese Informationen werden vom Konformen erfasst Scheitelpunktalgebra. Der Zustandsraum in der Theorie zerfällt in eine Reihe von "Sektoren", die Module der Scheitelpunktalgebra sind. Wenn wir eine Riemann-Oberfläche wählen (die in den meisten Lehrbüchern eine Kugel ist) und Zustände aus verschiedenen Sektoren an eine Reihe unterschiedlicher Punkte anhängen, sollten wir eine Reihe von Amplituden erhalten, bei denen es sich um Werte chiraler Korrelationsfunktionen handelt, die an diese Eingabedaten angehängt sind. Ich habe gehört, dass es einen Weg gibt, vom chiralen Material zur eigentlichen konformen Feldtheorie überzugehen, wo die Mehrdeutigkeit in den Korrelatoren verschwindet und man ehrliche Korrelationsfunktionen erhält, aber ich habe es in der mathematischen Literatur nicht gesehen. In jedem Fall leben konforme Blöcke in dieser Maschine - bei Sektoren, die an Punkten auf einer Riemann-Oberfläche angebracht sind, ist ein konformer Block ein Gadget, das die Auswahl von Zuständen in diesen Sektoren aufnimmt und Werte von Korrelationsfunktionen in einer Weise ausgibt, die mit den chiralen Symmetrien übereinstimmt .

Hier ist eine Skizze der mathematischen Konstruktion von Edward Frenkel (und ausführlicher in seinem Buch Vertex-Algebren und algebraische Kurven mit David Ben-Zvi beschrieben): Es gibt eine "positive Hälfte" "der Virasoro-Algebra, die von den Generatoren $ -z ^ n \ frac {d} {dz} $ für $ n \ geq 0 $ überspannt wird, und sie erzeugt die Lie-Algebra von Ableitungen auf der infinitesimalen komplexen Scheibe und wirkt auch auf die konforme Vertexalgebra $ V $. Mit dieser Aktion können wir ein Vektorbündel $ \ mathscr {V} $ mit flacher Verbindung auf unserer Riemann-Oberfläche Ihrer Wahl nach der Gelfand-Kazhdan-Methode "formale Geometrie" (die ich nicht beschreiben werde) konstruieren. Bei gegebenen Einstichen $ p_1, \ dots, p_n $ konstruiert man aus dem De Rham-Komplex von $ \ mathscr {V} $ eine Lie-Algebra $ L $, die auf natürliche Weise auf $ n $ -Tupel von $ V $ -Modulen wirkt. Bei $ V $ -Modulen $ M_i $, die an den Punkten $ p_i $ angehängt sind, ist ein konformer Block eine $ L $ -Modulzuordnung von $ \ bigotimes M_i $ zum Trivialmodul.

Es ist im Allgemeinen recht Aufgrund der Menge an Geometrie ist es schwierig, explizite Berechnungen mit konformen Blöcken durchzuführen. Wenn Ihre Riemann-Oberfläche Griffe hat, müssen Sie sich mit einer Auswahl komplexer Strukturen befassen, und wenn sie viele Einstiche aufweist, müssen Sie sich mit einem komplizierten Konfigurationsraum von Punkten befassen. In der Regel werden Diagramme auf Baumebene mit 4 Eingaben angezeigt, weil:

  1. Hier erscheint das absolute Minimum an Geometrie - da die Automorphismusgruppe der komplexen Projektionslinie dreifach transitiv ist, ist der Konfigurationsraum von vier Punkte ist eine dreimal punktierte Linie (womit ich eine Kugel meine).
  2. Abhängig von der Detailgenauigkeit, die Sie suchen, ist es oft alles, was Sie brauchen - die Räume von Blöcken können zusammengesetzt werden, indem Sie Oberflächen aus Hosen zusammenkleben und Summen über Sektoren ziehen, in denen das Nähen stattfindet. In dem komplexen algebro-geometrischen Bild bedeutet dieses Nähen, dass Kugeln an Punkten quer zusammengeklebt werden, um eine Knotenkurve zu erhalten. Man verformt sich dann, um eine glatte komplexe Kurve zu erhalten, und führt einen parallelen Transport entlang des entsprechenden Pfades im Modulraum markierter Kurven durch. Die Vierpunktkonfiguration ist eine Situation, in der Sie genau einen Nähvorgang haben (und die andere Situation ist ein durchstochener Torus, der wichtig ist, um Zeichen zu erhalten).
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    In der Tat, wenn die Die konforme Feldtheorie verhält sich angemessen gut (sprich: rational). Man erhält die Raumdimensionen aller konformen Blöcke nur aus den Dimensionen der Nullpunkte der Dreipunktgattung, die auch als Strukturkonstanten der Fusionsalgebra bezeichnet werden. Man sieht dies zum Beispiel in der Verlinde-Formel.

    Ich denke, Beispiele für konforme Blöcke haben eine gewisse notwendige Komplexität, aber hier ist eine Übersicht über einen relativ einfachen Fall, der durch das WZW-Modell motiviert ist. Wählen Sie eine einfache Lie-Gruppe wie $ SU (2) $ und eine Ebene $ \ ell $ (die wir als positive Ganzzahl betrachten können). Man konstruiert die Vertexalgebra und ihre Module als integrale Darstellungen der affinen Kac-Moody-Lie-Algebra $ \ hat {\ mathfrak {sl} _2} $, die eine zentrale Erweiterung der Schleifenalgebra der Komplexifizierung von darstellt die Lie-Algebra $ \ mathfrak {su} _2 $. Wenn wir eine Riemann-Oberfläche (z. B. eine Kugel) auswählen und Punkte nur mit dem Vakuummodul dekorieren, erhalten wir einen Raum aus konformen Blöcken, der der Raum globaler Abschnitte eines bestimmten Linienbündels $ L_G ^ {\ otimes \ ell} ist. $ auf dem Modulraum von $ SU (2) $ -Bündeln auf der Oberfläche. Hier ist $ L_G $ der reichliche Generator der Picard-Gruppe des Modulraums.

"Dies ist kein sehr fußgängerorientiertes Thema" - LOL
Endlich eine Antwort, die ich abstimmen kann! Und ich wünschte, ich könnte jetzt drei Stimmen ausgeben :-)
Sie hatten mich bei "konformen Scheitelalgebren"
Nett. Ich bin gespannt, warum Mathematiker nicht dazu übergegangen sind, "vom chiralen Zeug zur CFT überzugehen". Ich denke, dort gibt es eine nette Mathematik, die für die Physik von entscheidender Bedeutung ist. Außerdem kommen D-Branes in die Geschichte, wenn Sie darüber nachdenken, wie Sie links und rechts bewegende chirale Teile zusammenkleben. Die Klassifizierung von D-Branes (auch bekannt als Grenzzustände) in RCFT scheint ein Problem zu sein, das Mathematiker gerne hätten und das für Menschen, die VOAs studieren, selbstverständlich wäre, sich aber irgendwie nicht durchgesetzt hat. Ist es nicht bekannt oder ist es bekannt, wird aber als uninteressant angesehen?
Ich glaube, es gibt mehr als eine Gruppe, die an der Übergabe an CFT arbeitet, und mehr als eine Gruppe, die an der Frage der Grenzstaaten arbeitet. Mein Hauptproblem beim Verständnis des aktuellen Standes der Literatur ist, dass ich nicht weiß, wie gut die Definition von CFT durch Mathematiker mit den Objekten übereinstimmt, die Physiker tatsächlich verwenden. Fuchs, Runkel, Schweigert und Mitarbeiter haben eine große Sammlung von Artikeln über RCFT geschrieben, aber ich weiß nicht, ob sie mit Branes im physischen Sinne arbeiten.
Nach Jeffs Kommentar besteht die Kombination von links und rechts bewegten Sektoren bereits in der Notwendigkeit, eine Partitionsfunktion zu konstruieren. Diese Kombination ist wahrscheinlich der Grund, warum die Mathematik hinterherhinkt: die unzureichende Einbeziehung des anti-holomorphen Verhaltens in die Theorie (und ähnlich für TFTs). Ich werde versuchen, BZ auf diese Weise zu zeigen und ihn wiegen zu lassen.
@Scott: Ich kann der Antwort mehr oder weniger folgen, aber an bestimmten Punkten bin ich verloren. Könnten Sie bitte * formale Geometrie *, $ L_G ^ {\ otimes \ ell} $ und * reichlich Generator * erklären (oder nur Referenzen angeben)? Welchen Hintergrund braucht man, um dies ein wenig besser zu verstehen? Tut mir leid, wenn diese Fragen nicht viel Sinn machen, aber ich möchte dieses Zeug zumindest ein wenig wissen und bin mir nicht sicher, wo ich anfangen soll. Ich frage mich auch, ob dies eine ausreichend gute MO-Frage wäre, aber ich denke, ich bin zu verwirrt, um im Moment etwas Sinnvolles zu fragen.
Wenn jemand anderes wissen möchte, was ein * großer Generator * ist: Es ist nur ein Generator der Picard-Gruppe (dies setzt also voraus, dass er zyklisch oder zumindest monogen ist), der auch ein reichliches Leitungsbündel ist. Weitere Informationen finden Sie unter [diese Antwort bei MO] (http://mathoverflow.net/questions/50006/what-is-ample-generator-of-a-picard-group/50009#50009). Ich war angenehm überrascht, dass meine verwirrte Frage tatsächlich eine schöne Antwort bekam :-)
@ScottCarnahan Ist es möglich, die konformen Blöcke für eine hyperbolische Riemann-Oberfläche durch Kleben konformer Blöcke zu erhalten?Ich würde erwarten, dass das Ergebnis durch Kleben von den Fenchel-Nielsen-Koordinaten abhängt.Gibt es eine solche Konstruktion?Es wäre großartig, wenn Sie eine Referenz angeben könnten, falls vorhanden.
@QGravity Die Antwort lautet mehr oder weniger "Ja", ist aber heikel.Im Moment gibt es keine verlässliche Referenz.
David Z
2010-12-20 15:34:47 UTC
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Ich habe ein bisschen darüber gelesen und es stellt sich heraus, dass konforme Blöcke für meine Forschung tatsächlich ziemlich relevant sind! Also dachte ich, es lohnt sich, genauer nachzuforschen. Ich habe die formale Feldtheorie nie formal studiert, aber ich hoffe, ich schreibe hier nichts völlig Falsches. (Ich habe meinen ersten Entwurf verloren und musste ihn rekonstruieren, weshalb er so lange dauert.)


In der konformen Feldtheorie ist es üblich, Koordinaten in einem zweidimensionalen Raum mithilfe komplexer Zahlen darzustellen , also wird $ \ vec {r} = (x, y) $ zu $ ​​\ rho = x + iy $. In dieser Notation ist die Theorie unter der Wirkung einer Möbius-Transformation (auch bekannt als konforme Transformation),

$$ \ rho \ to \ frac {a \ rho + b}, unveränderlich. {c \ rho + d} $$

wobei $ a $, $ b $, $ c $ und $ d $ komplexe Konstanten sind, die $ ad - bc \ neq 0 $ erfüllen. Die Transformation hat drei komplexe Freiheitsgrade. Mit anderen Worten, wenn Sie drei Anfangspunkte und drei Endpunkte auf der komplexen Ebene angeben, gibt es eine eindeutige Möbius-Transformation, die diese drei Anfangspunkte den drei Endpunkten zuordnet.

Also jede Funktion von vier Koordinaten in der Ebene, zum Beispiel eine Vierpunktkorrelationsfunktion von Quantenfeldern,

$$ G_4 = \ langle \ phi_1 (\ rho_1, \ rho_1 ^ *) \ phi_2 (\ rho_2, \ rho_2 ^ *) \ phi_3 (\ rho_3, \ rho_3 ^ *) \ phi_4 (\ rho_4, \ rho_4 ^ *) \ rangle $$

hat nur einen wirklichen Freiheitsgrad , nachdem Sie die der Möbius-Transformation entsprechenden Messfreiheiten herausgerechnet haben. Mit anderen Worten, Sie können drei beliebige dieser Koordinaten auf drei feste Referenzpunkte abbilden (z. B. $ 0 $, $ 1 $ und $ \ infty $), und Sie haben nur noch eine Funktion, z / p>

$$ x = \ frac {(\ rho_4 - \ rho_2) (\ rho_3 - \ rho_1)} {(\ rho_4 - \ rho_1) (\ rho_3 - \ rho_2)} $$

Dies öffnet die Tür zum Schreiben von $ G_4 $ als einfache Funktion dieses einen Verhältnisses (zumindest einfacher als eine Funktion von vier unabhängigen Koordinaten).

Der spezielle Teil der CFT, in dem konforme Blöcke angewendet werden (soweit ich das beurteilen kann; ich fange an, hier ein wenig aus meiner Tiefe herauszukommen), hat mit Virasoro-Algebren zu tun. Insbesondere wird die Art und Weise, wie sich die einzelnen Felder $ \ phi_i $ unter einer konformen Transformation transformieren, durch die durch die Virasoro-Algebra definierte Gruppe beschrieben. Die Vierpunktfunktion $ G_4 $ kann als Summe von Beiträgen aus verschiedenen Darstellungen der Gruppe geschrieben werden:

$$ G_4 (\ rho_1, \ rho_2, \ rho_3, \ rho_4) = \ sum_l G_l f (D_l, d_i, C, x) f (D_l, d_i, C, x ^ *) $$

Hier indiziert $ l $ die verschiedenen Darstellungen; $ C $ ist eine Konstante (die "zentrale Ladung" der Virasoro-Algebra); und $ d_i $ und $ D_l $ sind anomale Dimensionen der externen Felder bzw. des internen Feldes. Die Funktion $ f $ heißt konformer Block.

Feynman diagram

$ f $ ist nützlich, da es (im Prinzip oder in der Praxis bin ich mir nicht sicher, welche) nur mit Informationen über eine einzelne Darstellung der berechnet werden kann Virasoro-Gruppe. Es kann als eine Reihe in $ x $ einer bekannten Form ausgedrückt werden, deren Koeffizienten von der Struktur der Gruppe abhängen.

Weiterführende Literatur

  1. Belavin A. Unendliche konforme Symmetrie in der zweidimensionalen Quantenfeldtheorie. Kernphysik B . 1984; 241 (2): 333 & ndash; 380. Verfügbar unter: http://dx.doi.org/10.1016/0550-3213(84)90052-X.
  2. Zamolodchikov AB. Konforme Symmetrie in zwei Dimensionen: eine explizite Wiederholungsformel für die konforme Teilwellenamplitude. Kommunikation in der mathematischen Physik (1965-1997) . 1984; 96 (3): 419 & ndash; 422. Verfügbar unter: http://projecteuclid.org/euclid.cmp/1103941860.
  3. Zamolodchikov AB. Konforme Symmetrie im zweidimensionalen Raum: Rekursionsdarstellung des konformen Blocks . Theoretische und Mathematische Physik . 1987; 73 (1): 1088 & ndash; 1093. Verfügbar unter: http://www.springerlink.com/content/khq7730604681676/.
  4. ol>

    und natürlich das Buch von DiFrancesco et al.

Sehr gute Arbeit!
Ziemlich nette Antwort, obwohl es überhaupt nicht wirklich um die Blöcke geht :-)
Wenn Sie näher erläutern möchten, um welche Art von Objekten es sich bei den Blöcken handelt, und / oder eine Beispielanwendung hinzufügen möchten, würde ich +1 geben.
Sind die Korrelationsfunktionen für weniger als 4 Felder Null? Und $ f (D_l) $ (der "konforme Block") ist im Grunde ein Propagator? Die Variable $ x $ ist auch als "Kreuzverhältnis" der vier Punkte $ (\ rho_1, \ rho_2, \ rho_3, \ rho_4) $ bekannt. Großartige Arbeit, @david!
@space_cadet: gut, für weniger als vier Felder müsste der Wert einer Korrelationsfunktion um einige Fixpunkte vollständig bestimmt werden. Ich denke, das würde es zum einzigen "normalisierbaren" Wert machen, der möglich ist. Aber wie gesagt, ich habe CFT nicht wirklich im Detail studiert, also konnte ich es Ihnen nicht sicher sagen. Referenz 2 legt auch nahe, dass $ f $ ein Propagator ist, der an zwei Eckpunkte gebunden ist, jedoch für eine bestimmte Wahl der anomalen Dimension des internen Feldes.
@Marek: du hast recht, ich habe nicht wirklich über die Blöcke gesprochen, weil ich das meiste, was ich über sie gelesen habe, nicht wirklich verstehen konnte ;-) Ich dachte, es könnte nicht schaden, nur das zu posten, was ich mir ausgedacht habe als weiter zu verzögern. Ich werde zurückkommen und diese Antwort bearbeiten, wenn ich mehr weiß.
@David: fair genug. Ich muss für mich selbst sagen, dass ich auf die gleiche Weise von den Blöcken überrascht wurde. Das einzige, was Sinn machte, war die mathematische Behandlung (Link dazu finden Sie in meinen Kommentaren oben), aber es war immer noch ziemlich schwierig und was noch wichtiger ist, ich sah keine Physik mehr darin. Also bin ich am Ende nirgendwo hingekommen.
Für die Frage nach Korrelationsfunktionen von weniger als 4 Operatoren: 2-Punkt-Funktionen werden nur durch die Dimension $ \ Delta $ des Operators $ {\ cal O} $, $ \ left <{\ cal O} (x) {bestimmt \ cal O} (y) \ right> = | xy | ^ {- 2 \ Delta} $. (Insbesondere sind 2-Punkt-Funktionen von Operatoren unterschiedlicher Dimension Null.)
Dreipunktfunktionen werden durch konforme Symmetrie bis zu einer Konstanten bestimmt, $ \ left <{\ cal O} _i (x_1) {\ cal O} _j (x_2) {\ cal O} _k (x_3) \ right> = c_ {ijk} | x_1 - x_2 | ^ {\ Delta_k - \ Delta_i - \ Delta_j} | x_2 - x_3 | ^ {\ Delta_i - \ Delta_j - \ Delta_k} | x_1 - x_3 | ^ {\ Delta_j - \ Delta_i - \ Delta_k } $. Die Koeffizienten $ c_ {ijk} $ in der 3-Punkt-Funktion sind die gleichen, die in der Operator-Produkterweiterung angezeigt werden.
Der einzige andere allgemeine Kommentar, den ich machen möchte, ist, dass die Begriffe konforme Symmetrie und konforme Blöcke in einer beliebigen Anzahl von Dimensionen sinnvoll sind, während sich die meisten dieser Antworten auf zwei Dimensionen zu spezialisieren scheinen. (Konforme Symmetrie in zwei Dimensionen vergrößert sich zu einer unendlich dimensionalen Gruppe, weshalb sie sehr einschränkend und gut verstanden ist. Konforme Blöcke gelten jedoch auch für höherdimensionale Feldtheorien und benötigen diese zusätzliche Struktur nicht.)
@matt Wenn Sie etwas näher darauf eingehen könnten, wie die konforme Gruppe in mehr als zwei Dimensionen entsteht, wäre das großartig! Vielleicht könnten Sie es eine Antwort machen.
@Matt Sie sind definitiv besser qualifiziert, um diese Frage zu beantworten als ich.
@DavidZ Welche Möglichkeiten / Formalismen gibt es, um die konformen Blöcke einer CFT mit affiner Symmetrie zu bestimmen?Angenommen, ich möchte die konformen Blöcke einer CFT mit Kac-Moody-Symmetrie auf einer Kugel mit vier Einstichen berechnen und sie explizit in Form der Koordinate $ z $ auf der Kugel aufschreiben.Was sind die möglichen Wege / Formalismen, um dies zu tun?Ich denke, wenn die Freifeldrealisierung der aktuellen Algebra bekannt ist, kann der Coulomb-Gasformalismus verwendet werden.Ich bin jedoch daran interessiert, andere Methoden / Formalismen zu kennen.
@QGravity Ich würde vorschlagen, dies als neue Frage zu veröffentlichen.
David Ben-Zvi
2010-12-21 04:13:20 UTC
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Es gibt bereits gute Antworten sowohl aus physikalischer als auch aus mathematischer Sicht, die die Grundidee erklären - angesichts der Algebra holomorpher Operatoren (oder gleichwertig der Symmetriealgebra) einer CFT können wir eine Sammlung von Gleichungen (die Ward-Identitäten) aufschreiben ) dass die Partitionsfunktion der Theorie auf jeder Riemannschen Oberfläche erfüllt sein muss. Der Raum der Lösungen dieser Gleichungen ist der Raum der konformen Blöcke. Wenn wir tatsächlich eine vollständige CFT haben, ist die Partitionsfunktion ein bestimmter konformer Block. Bei jedem konformen Block können wir jedoch immer noch die Korrelationsfunktionen auf der Riemann-Oberfläche verstehen und so einen Großteil der Feldtheorie ausführen.

Es gibt eine Menge mathematischer Arbeit, um eine chirale Algebra auf eine vollständige zu erweitern CFT, insbesondere im rationalen Fall (wie Scott betonte, ist dies ein zentraler Schwerpunkt des erweiterten Oeuvres von Fuchs, Schweigert, Runkel und Mitarbeitern). Dies beinhaltet das Finden einer modularen invarianten Kombination von Modulen für die chirale Algebra und kann auf das Finden spezieller Module reduziert werden (Frobenius-Algebra-Objekte in der Kategorie der geflochtenen Tensoren von Modulen unter bestimmten Bedingungen). Im irrationalen Fall steckt diese Theorie wirklich in den Kinderschuhen - es gibt eine Vorstellung davon, was Branes sein sollten, aber es gibt keine vollständige Strukturtheorie.

Ich denke, ein sehr aufschlussreicher Standpunkt zu Konformität Blöcke ergeben sich aus der Idee, dass eine chirale CFT eher einer dreidimensionalen [topologischen] Quantenfeldtheorie ähnelt als einer ehrlichen CFT (und dies kann im rationalen Fall präzisiert werden, siehe z. B. das Buch von Bakalov-Kirillov). Unter diesem Gesichtspunkt haben wir eine 3D-QFT, die auf gekrümmten Hintergründen (tatsächlich topologisch invariant) sinnvoll ist, sodass wir einen Hilbert-Zustandsraum aus der Quantisierung der Theorie auf einer Riemann-Oberfläche mal R zuordnen können. Dieser Zustandsraum ist der Raum von konformen Blöcken. Allgemeiner können wir Linienoperatoren in dieser dreidimensionalen Theorie betrachten, was bedeutet, dass wir Operatoren an Punkten der Riemannschen Oberflächenzeiten R einfügen können. Diese Operatoren entsprechen Modulen für die chirale Algebra, und der resultierende Hilbert-Raum ist der Raum konformer Blöcke mit Moduleinfügungen. Wenn wir eine nicht-rationale CFT haben, erhalten wir keine vollständige topologische 3D-QFT, können aber Riemann-Flächen oder Flächen mit Moduleinfügungen Hilbert-Räume zuweisen, also konforme Blöcke. (In einer vollwertigen Theorie würden diese Vektorräume durch die genaue Definition der Spur des Hamilton-Operators, die in einer topologischen Theorie Null ist, zu einer endlichen Dimension gezwungen.)

Sylvain Ribault
2015-03-11 14:45:24 UTC
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Eine konforme Feldtheorie ist eine Quantenfeldtheorie, die bei konformen Transformationen invariant ist. Aufgrund dieser Invarianz müssen Korrelationsfunktionen linearen Gleichungen folgen, die als konforme Ward-Identitäten bezeichnet werden. Konforme Blöcke sind nicht nur Lösungen der konformen Ward-Identitäten, sondern tatsächlich Elemente einer bestimmten Lösungsbasis. Konzentrieren wir uns auf zweidimensionale CFT. In zwei Dimensionen werden konforme Transformationen durch zwei Virasoro-Algebren beschrieben, die als linksbeweglich (oder holomorph) und rechtsbeweglich (oder antiholomorph) bezeichnet werden.

Die Frage wurde in Form von $ n $ -Punkt-konformen Blöcken auf der komplexen Ebene formuliert, aber es ist technisch einfacher, zuerst Nullpunkt-konforme Blöcke auf dem Torus zu betrachten. Dies sind nur Zeichen von Darstellungen der Virasoro-Algebra. Angenommen, Sie möchten eine Torus-Nullpunktfunktion (Partitionsfunktion) berechnen, $$ Z = \ mathrm {Tr} _S q ^ {E} \ bar {q} ^ {\ bar {E}} $$ wobei $ q $ ist der (potenzierte) Modul des Torus, $ E $ und $ \ bar {E} $ sind die Energieoperatoren, die den sich links und rechts bewegenden Virasoro-Algebren zugeordnet sind, und $ S $ ist der Raum der Zustände von Ihre CFT. Der Zustandsraum kann in Darstellungen der Virasoro-Algebren zerlegt werden: $$ S = \ bigoplus_ {R, \ bar {R}} m_ {R, \ bar {R}} R \ otimes \ bar {R} $$ wobei $ R, \ bar {R} $ Darstellungen unserer beiden Virasoro-Algebren sind und die ganzen Zahlen $ m_ {R, \ bar {R}} $ ihre Multiplizitäten sind. Dann reduziert sich die Berechnung der Spur über $ S $ auf die Summierung über Zustände in jeder Darstellung $ R $ oder $ \ bar {R} $, und eine solche Summe ist per Definition ein Zeichen $$ \ chi_R (q) = \ mathrm {Tr} _R q ^ {E} = \ sum_L q ^ {E (L)} $$ wobei $ L $ eine orthonormale Basis von $ R $ bezeichnet, die aus Eigenvektoren von $ E $ besteht. Also erhalten wir $$ Z = \ sum_ { R, \ bar {R}} m_ {R, \ bar {R}} \ chi_R (q) \ chi _ {\ bar {R}} (\ bar {q}) $$ Dies ist die konforme Blockzerlegung von $ Z $: Die konformen Blöcke $ \ chi_R (q) $, $ \ chi _ {\ bar {R}} (\ bar {q}) $ sind lokal holomorph Funktionen von $ q $ und $ \ bar {q} $ werden vollständig durch konforme Symmetrie bestimmt und durch Darstellungen der Symmetriealgebra parametrisiert. Andererseits bleiben die Multiplizitäten $ m_ {R, \ bar {R}} $ durch die Symmetrie unbestimmt.

Die gleichen Ideen gelten für die Kugel-Vierpunktfunktion . Eine Vierpunktfunktion kann durch Einfügen eines Identitätsoperators in Produkte von Dreipunktfunktionen zerlegt werden, und wir erhalten schematisch $$ \ left< \ prod_ {i = 1} ^ 4 V_i (z_i, \ bar {z} _i) \ right> = \ sum_ {R, \ bar {R}} m_ {R, \ bar {R}} \ sum_ {L, \ bar {L}} \ left< V_1V_2 \ middle | (R, L), (\ bar {R}, \ bar {L}) \ right> \ left< (R, L), (\ bar {R}, \ bar {L}) \ middle | V_3V_4 \ right> $$ Nun stellt sich heraus, dass eine Dreipunktfunktion $ \ left< V_1 V_2 \ middle | (R, L), (\ bar {R}, \ bar {L}) \ right> $ wird durch konforme Symmetrie bis zu einem Faktor $ C_ {1,2, (R, \ bar {R})} $ bestimmt , was weder von $ z_i, \ bar {z} _i $ noch von $ L, \ bar {L} $ abhängt, und wir haben $$ \ left< \ prod_ {i = 1} ^ 4 V_i (z_i, \ bar { z} _i) \ right> = \ sum_ {R, \ bar {R}} m_ {R, \ bar {R}} C_ {1,2, (R, \ bar {R})} C _ {(R, \ bar {R}), 3,4} F_R (z_i) F _ {\ bar {R}} (\ bar {z} _i) $$ Der Vierpunkt-Konformitätsblock $ F_R (z_i) = \ sum_L \ cdots $ wird vollständig durch konforme Symmetrie bestimmt. Dies hängt von allen linksbeweglichen Parametern ab: den Positionen $ z_i $, der $ s $ -Kanaldarstellung $ R $ und den linksbeweglichen Darstellungen, die den Feldern $ V_i $ entsprechen. Bis zu trivialen Faktoren ist ein konformer Vierpunktblock tatsächlich eine Funktion des Kreuzverhältnisses $ z = \ frac {(z_1-z_2) (z_3-z_4)} {(z_1-z_3) (z_2-z_4)} $: Dies ist eine einfache Folge von Ward-Identitäten, die unabhängig davon gilt, ob Sie eine lokale oder globale konforme Symmetrie haben. Ein konformer Block folgt im Allgemeinen keiner Differentialgleichung in $ z $. Er folgt nur dann einer Belavin-Polyakov-Zamolodchikov-Gleichung, wenn mindestens eines der Felder $ V_i $ ein sogenanntes entartetes Feld ist.

Konforme Blöcke sind nützlich, weil sie universelle Größen sind, in dem Sinne, dass sie durch konforme Symmetrie bestimmt werden. Um Korrelationsfunktionen in einem bestimmten Modell zu bestimmen, müssen lediglich modellabhängige Größen wie die Multiplizitäten $ m_ {R, \ bar {R}} $ und die Faktoren $ C_ {1,2, berechnet werden. (R, \ bar {R})} $. Diese modellabhängigen Größen sind einfacher als die Korrelationsfunktionen: Insbesondere hängen sie normalerweise von weniger Parametern ab.

Weitere Informationen in diesem Sinne finden Sie in meinem Übersichtsartikel.

Hallo Prof. Ribault, ich mag Ihre ausführliche Antwort und Ihr tiefgreifendes Überprüfungspapier.Darf ich Ihnen hier eine kurze Frage stellen: Gibt es Fälle von CFT mit c≥1 auf der reellen Zahlenlinie, die nicht die Liouville-Theorie sind?
Für jedes komplexe $ c $ haben Sie zusätzlich zur Liouville-Theorie ein verallgemeinertes Minimalmodell.Sein Spektrum ist diagonal und enthält alle entarteten Felder.
Eric Zaslow
2010-12-20 19:39:57 UTC
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Die konforme Feldtheorie ist die Theorie der Skaleninvarianz (oder des Verhaltens großer Ordnung) in zwei Dimensionen. Skalierung bedeutet nur Abhängigkeit von Winkeln. In 2d ist eine Gruppe von winkelerhaltenden (konformen) Transformationen unendlich dimensional, und tatsächlich gibt es in einer 2d-Metrik nach konformen Transformationen und Diffeomorphismen nur eine endliche Anzahl von Freiheitsgraden. (Die Freiheitsgrade sind der Modulraum von Riemann-Oberflächen.)

Felder in einer Theorie mit konformer Symmetrie müssen Darstellungen dieser Symmetriealgebra liefern, und solche Darstellungen sind durch eine Quantenzahl gekennzeichnet, die als konforme Dimension oder Gewicht bezeichnet wird . Die Transformationen selbst sind holomorphe Koordinatenänderungen ($ z \ rightarrow f (z) $ und werden durch die Lie-Algebra der holomorphen Vektorfelder $ L_n: = -z ^ {n + 1} \ Partial_z $ und ihrer komplexen Konjugate erzeugt. Sie können diese Algebra berechnen: $ [L_n, L_m] = (nm) L_ {m + n} $, die als Virasoro-Algebra bezeichnet wird. (Es gibt zwei davon, eine mit z und eine mit z-Balken.) Quantenmechanisch Diese Algebra kann durch die konforme Anomalie korrigiert werden, die durch die zentrale Ladung parametrisiert wird ("zentral", da der zusätzliche Term mit allen anderen pendelt).

Genau wie in einer rotationsinvarianten Theorie müssen Sie nur wissen, in welcher Darstellung der Zustand liegt, wenn Sie wissen möchten, wie eine Lösung nach einer Rotation aussieht. In einer konformen Theorie müssen Sie nur wissen, in welcher Konformität die Koordinaten infinitesimal geändert werden sollen die konformen Gewichte der Felder. Solche Transformationen sind jedoch infinitesimale Koordinatenänderungen, so dass sich eine Differentialgleichung ergibt, die der Korrelator beachten muss ey. Alles in der Theorie kann in Form von Lösungen für diese Differentialgleichungen geschrieben werden - diese werden konforme Blöcke genannt. (Es gibt auch Lösungen in $ \ bar {z} $.)

Diese Methode wird in der klassischen Arbeit von Belavin, Polyakov und Zamolodchikov (NPB 241 (1988) S. 333) (ein weiterer Pionier) beschrieben ist Knizhnik).

p.s. In der Stringtheorie dreht sich alles um 2d-Feldtheorien und ihre Abhängigkeit von den Modulen der Riemannschen Oberflächen. Die Bedingung, dass die konforme Theorie anomaliefrei ist, ist die häufigste Methode zur Ableitung von Dimensionsformeln in der Stringtheorie.

Wie Davids Antwort ist dies ein sehr schöner Überblick über CFT, aber auch hier gibt es kein technisches Gespräch über die Art und / oder Eigenschaften von konformen Blöcken und / oder einige einfache Beispiele, die ihre Nützlichkeit veranschaulichen würden. Welches ist, was die Frage des OP tatsächlich fragt, wenn ich es richtig verstehe.
Diese Antwort bildet zusammen mit der Antwort von @david's einen großartigen Crashkurs für CFT. Wenn Zusammenfassungen wie diese im Intro zu den Kapiteln in beispielsweise Polchinskis Buch vorhanden wären, wäre das Leben so viel einfacher! :-)
Ich denke, Sie haben die Natur der Blöcke zumindest besser verstanden als ich.
Für Marek wurde die Frage gestellt, "was konforme Blöcke sind und wie sie in der konformen Feldtheorie verwendet werden" und "die damit verbundenen Begriffe auf einfachere und intuitivere Weise zu erklären". Dies kann alles ohne Gleichungen erfolgen. Im Allgemeinen tendieren Menschen jedoch dazu, das beizutragen, was sie beitragen können, da ihr Fachwissen und die Zeit / Energie, die sie in ihre Reaktion investieren, begrenzt sind.
@Eric: Sie haben Recht, ich dachte, die Frage handelte nur von konformen Blöcken, aber wenn ich sie noch einmal lese, kann sie auf diese Weise interpretiert werden. Auf jeden Fall wollte ich dich nicht beleidigen. Es ist nur so, dass ich immer das Gefühl habe, dass Sie viel mehr zu sagen haben und es sehr schätzen würden, wenn Sie näher darauf eingehen könnten. Natürlich verstehe ich, dass Ihre verfügbare Zeit und / oder Energie nicht unendlich ist.
@Marek: ja, es ist normalerweise eine Frage der Zeit. Wenn Sie noch keine Kinder haben, ist hier eine Formel, die ich normalerweise verwende. Das erste Kind reduziert Ihre Freizeit auf einen Faktor von Epsilon. Das zweite Kind reduziert die verbleibende Zeit auf Epsilon, d. H. Epsilon im Quadrat (dies wird mit zunehmendem Alter weniger wahr).
@Eric: also [epsilon] (http://www.desipad.com/literature-poetry/1030-paul-erdos-mathematician-his-language.html) verkürzt Ihre Zeit für epsilon - macht Sinn :-)


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 2.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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