¿Hay una teoría de campo masivo de spin 2?

Answer 1

La teoría de un campo masivo de spin-2 fue estudiada por primera vez por Fierz y Pauli hace 80 años, y se llama teoría de Fierz-Pauli . A primera vista, la teoría tiene dos problemas principales:

1. La discontinuidad de vDVZ : hay una discontinuidad en el límite donde la masa va a cero. La teoría no parece reproducir la teoría del campo spinless-2 sin masa, es decir, la relatividad general, en ese límite. En particular, los 5 grados de libertad del campo masivo no se reducen adecuadamente a los 2 del campo sin masa. Sin embargo, esto se ha resuelto utilizando el mecanismo Vainshtein .

2. Fantasmas : la teoría parece dar lugar a un grado de libertad fantasma adicional, es decir, un campo que tiene un hamiltoniano negativo. Esto hace que el vacío sea inestable. Sin embargo, este problema se resolvió bastante recientemente por de Rham, Gabadadze y Tolley, y se denomina gravedad masiva sin fantasmas o gravedad masiva dRGT .

Hay una excelente revisión sobre esta teoría por de Rham: [1401.4173] Gravedad masiva

Respuestas breves a algunas de sus otras preguntas (de los detalles de la pregunta):

• Allí es necesario el mecanismo de Higgs para las teorías donde hay algunas simetrías gauge que prohíben los términos masivos. Existe un análogo para este mecanismo en la teoría de la gravedad masiva, ya que la invariabilidad de la rotura del difeomorfismo rompe el término en masa. La simetría se puede restaurar introduciendo campos adicionales llamados campos de Stuckelberg. Ver la sección 2.2.2 de la revisión de de Rham.
• La teoría de un campo tensor antisimétrico con dos índices, o más precisamente un campo de 2 formas, se ha estudiado en el contexto de la teoría de cuerdas. El campo generalmente se llama campo Kalb-Ramond, o simplemente el campo [math] B [/ math]. Tiene poco uso fuera de la teoría de cuerdas. Tenga en cuenta que su giro es 1, y no 2.
• El término de masa para un campo de spin-2 generalmente se toma como el término de masa de Fierz-Pauli, que es el único término de masa posible a menos que se permita alguna estructura adicional (por ejemplo, dimensiones adicionales).

Answer 2

Puedes tener una teoría de campo efectiva para una partícula masiva de spin-2. Esto fue construido usando técnicas modernas de teoría de campo efectivas en 2002.
[hep-th / 0210184] Teoría del campo efectivo para los gravitones masivos y la gravedad en el espacio de la teoría
por Matthew Schwartz, Nima Arkani-Hamed y Howard Georgi.

El problema real es que las partículas masivas de espín 2 se acoplan fuertemente a bajas energías, que es significativamente diferente a las partículas masivas de espín 1.

No estoy seguro de lo que quiere decir con campos “antisimétrico spin-2”. En términos de la representación de Lorentz, el artículo anterior utiliza la representación de un gravitón, que es un (1,1). Hay representaciones (3 / 2,1 / 2) + (1 / 2,3 / 2) y (2,0) + (0,2) que son spin 2 (la última es la representación de Lorentz del tensor de Riemann que es un poco antisimetrico). En general, hay otros problemas que utilizan estas otras representaciones como campos elementales.