A Mechanical System with a Local Gauge Symmetry

  • А.И. Гончаров Altai State University (Barnaul, Russia) Email: goncharov.ai@mail.ru
Keywords: standing waves, active Poincar´e transformation, Schrödinger equation, nonlocal Hamiltonian, local gauge symmetry

Abstract

Our methodological aim is to make easy-tointerpret one of the abstract symmetries symmetry with respect to local gauge transformations. An infinite homogeneous string in three-dimensional space is considered. We first assume that free oscillations of the string are described by the function u(x, t) = cos kx exp [−ikctiF(x, t)]. From the external observers viewpoint each point of the string rotates in the Y Z plane with an additional phase F due to direction changes of axes Y and Z in space and time. Continuously performing active Poincar´e transformations on the standing wave u(x, t) and not affecting the function F we obtain the function for the forced oscillations of a special kind U(x, t) = Ψ(x, t) cos Φ(x, t), where Ψ= exp (iS(x, t)). The phase Φ(x, t) = 0 is called “particle”. It is shown that S is the action of this particle. The particle total energy and generalized momentum that include the potential functions V, A are derived from S. Ψ reduces to an identity the Schrödinger equation with nonlocal Hamiltonian that contains the functions V, A. The identity remains valid when replacing the F with Ff(x, t). This replacement is equivalent to a local gauge transformation in the form of simultaneous replacement of Ψ with exp (if(x, t))Ψ, of V with Vtf(x, t) and of A with A+∂xf(x, t). Thus, the investigated model has local gauge symmetry.

DOI 10.14258/izvasu(2016)1-04

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

Author Biography

А.И. Гончаров, Altai State University (Barnaul, Russia)
кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры радиофизики и теоретической физики физико-технического факультета

References

Гончаров А.И. Стоячие волны как системы отсчета: классическая модель релятивистского пространства-времени//Известия Алтайского гос. ун-та. Сер. Физика. 2013. -№1/2(77). DOI 10.14258/izvasu(2013)1.2-31

Гончаров А.И. Наглядная интерпретация релятивистской кинематики с помощью метода стоячих волн (часть 1)//Известия Алтайского гос. ун-та. Сер. Физика. -2014. -№1/2(81). DOI 10.14258/izvasu(2014)1.2-27

Гончаров А.И. Интерпретация релятивистской кинематики с помощью метода стоячих волн (часть 2)//Известия Алтайского гос. ун-та. Сер. Физика. -2015. -№1/2(85). DOI 10.14258/izvasu(2015)1.2-02

Shanahan D. A Case for Lorentzian Relativity//Foundations of Physics. -2014. -V. 44, №4.

Гончаров А.И. Релятивистская динамика точки как эмерджентное явление в системе стоячих волн//Известия Алтайского гос. ун-та. Сер. Физика. -2015. -№1/1(85). DOI 10.14258/izvasu(2015)1.1-02

Вейль Г. Электрон и гравитация/Г. Вейль. Математика. Теоретическая физика. -М., 1984.

Poelz G. On the Wave Character of the Electron//ArXiv:1206.0620 . 2012. -URL: http://www.arxiv.org/pdf/1206. 0620v18.pdf (дата обращения 20.1.2016).

Kim Y.S., Noz M.E. Standing Wave in the Lorentz-Covariant World//Foundations of Physics. -2005. -V. 35, №7.

Mellen W.R. Moving Standing Wave and de Broglie Type Wavelength//The American Journal of Physics. -1973. -V. 41, №2.

Декарт Р. Начала философии//Ренэ Декарт. Избранные произведения. -М.; Л., 1950.

Nelson W.M. A Wave-Centric View of Special Relativity //ArXiv:1305.3022v1 . 2013. -URL: http://www.arxiv.org/pdf/1305.3022v1.pdf (дата обращения 5.1.2016).

Bohm D. Wholeness and the Implicate Order//London and New York: Routledge Classics. -2002.

Ребби К. Солитоны//Успехи физических наук. -1980. -Т. 130, вып. 2.

Прохоров Л.В. О физике на планковских расстояниях. Струны и симметрии//Физика элементарных частиц и атомного ядра. 2012. -Т. 43, вып. 1.

Zheng-Johansson J.X. Internally Electrodynamics Particle Model: Its Experimental Basis and Its Predictions//Ядерная физика. -2010. -Т. 73, №3.

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. -М., 1967.

Барбашов Б.М., Нестеренко В.В. Преобразование Бэклунда для уравнения Лиувилля и калибровочные условия в теории релятивистской струны//Теоретическая и математическая физика. -1983. -Т. 56, №2.

How to Cite
Гончаров А. A Mechanical System with a Local Gauge Symmetry // Izvestiya of Altai State University, 1, № 1(89) DOI: 10.14258/izvasu(2016)1-04. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282016%291-04.