Classical relativistic systems of charged particles in the front form of dynamics and the Liouville equation

Abstract

Classical relativistic system of point particles coupled with an electromagnetic field is considered in the three-dimensional representation. The gauge freedom connected with the chronometrical invariance of the four-dimensional description is reduced by use of the geometrical concept of the forms of relativistic dynamics. The remainder gauge degrees of freedom of the electromagnetic potential are analysed within the framework of Dirac's constrained Hamiltonian mechanics in the front form of dynamics. The results are applied to the problems of relativistic statistical mechanics. Based on the corresponding Liouville equation the classical partition function of the system is written down in a gauge-invariant manner and an integration over field variables is performed.

Розглянуто класичну релятивістичну систему точкових частинок у взаємодії з електромагнітним полем у тривимірному зображенні. За допомогою геометричної концепції форм релятивістичної динаміки виключається калібрувальна свобода, пов’язана з хронометричною інваріантністю чотиривимірного опису. Решта калібрувальних ступенів вільности електромагнітного потенціалу аналізується в рамках гамільтонової механіки з в’язями Дірака у фронтовій формі динаміки. Одержані результати застосовано до проблем релятивістичної статистичної механіки. На основі відповідного рівняння Ліувіля записано статистичну суму системи у калібрувально-інваріантний спосіб та здійснено інтеґрування за польовими змінними.