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单色光束的场论 I

量子物理 2014-12-03 v2 光学

摘要

我们从场论的角度研究了 Helmholtz 和傍轴波动方程的单色标量解。我们引入了适当的时间无关拉格朗日密度,其 Euler-Lagrange 方程再现了 Helmholtz 或傍轴波动方程,其中与场的主要传播方向相关的 zz-坐标扮演着标准拉格朗日理论中时间的角色。对于 Helmholtz 和傍轴标量场,我们计算了正则能量-动量张量,并确定了联系场的“能量”和“动量”的连续性方程。最后,我们展示了将 Helmholtz 波动方程约化为一个有用的一阶 Dirac 形式。这项工作揭示了光波场的角谱表示、宇宙学模型和黑洞物理学之间有趣且未被充分认识的联系。

关键词

引用

@article{arxiv.1412.0553,
  title  = {Field theory of monochromatic optical beams. I},
  author = {Andrea Aiello},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1412.0553},
  year   = {2014}
}

备注

19 pages, no figures. This is the part I of a work in progress. Part II will follow soon. About v2: A typo in Eq. (45) has been corrected