論文の概要: Generalized Foldy-Wouthuysen approach for the derivation of non-relativistic effective field theories
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.01980v1
- Date: Wed, 02 Sep 2026 01:33:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-03 17:53:18.025513
- Title: Generalized Foldy-Wouthuysen approach for the derivation of non-relativistic effective field theories
- Title（参考訳）: 一般Foldy-Wouthuysenアプローチによる非相対論的実場理論の導出
- Abstract要約: 実効場理論の非相対論的(NR)限界を得るためのアプローチを提案する。
NR量子色力学と電磁力学の確立されたラグランジアンにどのように還元するかを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Effective field theories (EFTs) are a powerful framework for performing high-precision calculations at reduced complexity compared to their fundamental counterparts. A particularly important class of EFTs arises in the non-relativistic (NR) regime. Their construction relies on a different realization of the underlying symmetries, since Lorentz invariance is no longer manifest in covariant form in the NR regime. This behavior imposes a link between certain matching coefficients, and therefore additional constraints, commonly referred to as hidden Lorentz invariance. These constraints are established in quantum field theories on inertial flat spacetime, such as NR quantum electrodynamics. However, deriving these constraints becomes considerably more involved for theories involving physics beyond the Standard Model or formulated in non-inertial spacetime backgrounds, where the hidden symmetry structure is less transparent. In this work, we present an approach to obtain the NR EFT by first constructing a relativistic EFT and then performing a generalized NR reduction based on an extended Foldy-Wouthuysen transformation. We illustrate this method by a quantum chromo-electrodynamics EFT for inertial flat spacetime, describing both electromagnetic and strong interactions, and show how it reduces to the established Lagrangian of NR quantum chromodynamics and electrodynamics. The hidden Lorentz invariance emerges as a direct consequence of the construction. This approach provides a route to obtain the NR limits of more complex theories, \eg Dirac fields in non-inertial spacetime or extensions involving physics beyond the Standard Model. As an example, we apply the method to add the coupling of a pseudoscalar axion field in a simplified model and derive its NR limit.
- Abstract（参考訳）: 実効場理論(EFT)は、その基本的理論と比較して複雑さを減らして高精度な計算を行うための強力なフレームワークである。
特に重要な EFT のクラスは非相対論的 (NR) 体制に現れる。
それらの構成は、ローレンツ不変性はNR体制における共変形式にもはや現れないため、基礎となる対称性の異なる実現に依存している。
この振る舞いは、特定のマッチング係数と、従って隠れローレンツ不変量と呼ばれる追加の制約の間のリンクを課す。
これらの制約は、NR量子電磁力学のような慣性平坦時空上の場の量子論において確立される。
しかし、これらの制約を導出することは、標準模型を超えて物理学を含む理論や、非慣性時空の背景で定式化される理論において、隠れ対称性構造が透明でない理論に大きく関与する。
本研究では、まず相対論的EFTを構築し、次に拡張されたFoldy-Wouthuysen変換に基づいて一般化されたNR還元を実行することにより、NR EFTを得る方法を提案する。
本手法を、慣性平時における量子クロマト・エレクトロダイナミックス EFT を用いて説明し、電磁相互作用と強相互作用の両方を記述し、NR量子クロマトダイナミックスと電磁力学の確立したラグランジアンにどのように還元するかを示す。
隠れたローレンツ不変性は、建設の直接的な結果として現れる。
このアプローチは、より複雑な理論、非慣性時空におけるeg Dirac場、あるいは標準モデルを超えた物理学を含む拡張のNR制限を得るためのルートを提供する。
例えば、単純化されたモデルに擬スカラー・アクシオン場を結合させる手法を適用し、そのNR制限を導出する。
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