Published December 2004 | Version v1
Journal article

New approach to nonlinear electrodynamics: dualities as symmetries of interaction

  • 1. Joint Institute for Nuclear Research, Dubna (Joint Institute for Nuclear Research (JINR))

Description

The duality-symmetric nonlinear electrodynamics in a new formulation with auxiliary tensor fields is considered/ The field strength appears only in bilinear terms of the corresponding generic Lagrangian, while the self-interaction is presented by a function E depending on thr auxiliary fields. Two types of dualities inherent in the nonlinear electrodynamics admit a simple off-shell characterization as symmetry properties of this function. In the standard formulation, the continuous U(1) duality symmetry is nonlinearly realized on Maxwell field strength. In the new setting, the same symmetry acts as linear U(1) transformations od the auxiliary field variables. The nonlinear U(1) duality condition proves to be equivalent to the U(1) invariance of the self-interaction E. The discrete self-duality (or self-duality by Legendre transformation) amounts to a weaker reflection symmetry of E. Foe a class of duality-symmetric Lagrangians an alternative representation with the auxiliary scalar field is introduced and new explicit examples of such systems are found

Abstract (Russian)

Дуально-симметричные модели нелинейной электродинамики анализируются в новом представлении со вспомогательным тензорным полем. Это представление характерно тем, что стандартные полевые напряженности входят только в билинейные члены полного лагранжиана, тогда как член самодействия E является функцией вспомогательных полей. Два типа дуальности, присущие моделям нелинейной электродинамики, допускают простое описание вне массовой оболочки как свойства симметрии этой функции. В стандартном представлении группа непрерывной U(1)-дуальности реализуется нелинейно по напряженности поля Максвелла. В новой формулировке та же дуальная симметрия реализована линейными U(1)-преобразованиями вспомогательного поля. Нелинейное условие U(1)-дуальности сводится к требованию U(1)-инвариантности члена самодействия E. Дискретная самодуальность (или самодуальность относительно преобразования Лежандра) оказывается эквивалентной более слабому условию зеркальной симметрии функции E. Для некоторого класса дуально-симметричных лагранжианов введено альтернативное представление со скалярным вспомогательным полем и в явном виде построено несколько новых примеров таких лагранжианов

Additional details

Publishing Information

Journal Title
Yadernaya Fizika
Journal Volume
67
Journal Issue
12
Journal Page Range
p. 2212-2224
ISSN
0044-0027
CODEN
IDFZA7

INIS

Country of Publication
Russian Federation
Country of Input or Organization
Russian Federation
INIS RN
37094613
Subject category
S72: PHYSICS OF ELEMENTARY PARTICLES AND FIELDS;
Descriptors DEI
DUALITY; LAGRANGIAN FUNCTION; MAXWELL EQUATIONS; NONLINEAR PROBLEMS; SYMMETRY
Descriptors DEC
DIFFERENTIAL EQUATIONS; EQUATIONS; FUNCTIONS; PARTIAL DIFFERENTIAL EQUATIONS

Optional Information

Notes
12refs.