规范对称性破缺产生的等离子体光子质量

我们利用包含两个矢量场（规范场）的量子场论推导了非磁化等离子体波中光子的有效质量。为了正确定义量子场自由度，我们在光前规范下重新推导了经典波动方程。这是必要的，因为电磁学的通常标量势在量子场论中不是一个物理自由度，它会导致负能量本征态。我们还考虑了一个背景局域流体度规，从而可以对问题进行协变处理。在我们的框架中，纵向（等离激元）光子和横向光子的不同质量源于局域流体度规。我们应用了作者最近提出的通过规范对称性破缺产生质量的机制，即赋予第二个矢量场（规范场）一个非平凡的真空期望值。德拜长度 $\lambda_D$ 被解释为有效的紧致化长度，我们计算了对应于此处推导的特定质量本征值的大规范变换的显式解。使用通常的量子场论正则量子化，我们得到了文献中的通常结果。尽管这些要素对物理学家来说都不是新的，但据作者所知，这是此类构造首次应用于等离子体物理。此外，我们根据已知的物理现象，对第二个矢量场在等离子体背景中的物理意义（和实现）给出了解释。附录：给出了方程（10）是错误的简短证明，因此方程（12-17）无意义。其余结果是正确的，是在协变QFT框架下对非磁化等离子体的通用推导。