p42 Virasoro Algebra

ここでは、open string の場合に関して Virasoro algebla

math

を証明する。

準備

Virasoro generator と 各振動モードの係数との交換関係は、quantum でも、

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である。なぜなら、α2次と、α1次の項の交換関係だから、結果がαの1次式になることにより、2次の項のオーダリングは結果に影響しないから。

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m = 0 の場合

各振動モードの係数αと、L0 との交換関係は、αが L0 の固有ベクトルのようになっているので、オーダリングに関する考慮をする必要がない。

math

ゆえに、m = 0 の場合について、成立。

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m ≠ 0 , n ≠ 0 , m+n ≠ 0 の場合

計算の途中で現れる α 同士が、互いに可換(∵モード数の和が0にならない)であるので、この場合も、オーダリングを気にせず計算を進めることができる。

math

ゆえに、m ≠ 0 , n ≠ 0 , m+n ≠ 0 の場合にも成立

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m = 1 , n = -1 の場合

math

math

ゆえに、m = 1 , n = -1 の場合についても成立

math

m = 2 , n = -2 の場合

L2 を normal ordering に並べ替えて、

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となる。よって、交換関係は、

math

ゆえに、m = 2 , n = -2 の場合についても成立。center charge c は、次元数 math

math

m > 2 , n = -m の場合

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が、成り立つと仮定すると、

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より、

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も、成立する。よって、数学的帰納法により、Virasoro algebra が成り立つことが証明された。

以上 ☺