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12.20主要内容
关键是L→L+dfdt, 多一个全微分, 不改变运动方程, 但却影响物理.
Poincare lemma
- closed form:dω=0, exact form: ω=dη
Cohomology group: Hr(M)=closed form/exact form ={[ω]=ω+dη|η∈Ωr−1}
- Poincare lemma
局域地, dω=0 ⇒ ω=dη, 即局域上所有闭形式都是恰当形式.
Rn space is trivial
- Stokes定理
∫Σω=(Σ,ω)=(Σ,ω+dη) ⇒ (Σ,dη)=(∂Σ,η)
注意: Failure of Stokes theorem!
Winding number in complex analysis
- 问题引入
W{直接积分,∫S1ω=1Stokes定理,∫S1dη=∫∂S1η=0
矛盾出在z=0奇点导致Stokes定理失效.
- 如何解决
分成上下半区域, 通过Poincare lemma将每个区域上的微分形式都局域地变为恰当形式, 再分别利用Stokes定理

- Homotopy group 与 topo term 的关系
{πk(Sk)=Z⇔∫dΩ=∫ϵμνρσ⋯nμ∂xnν∂ynρ⋯dxdydz⋯πk(U(N))=0(k=2n), 1(k=2n+1)⇔∫Tr[(g−1dg)k]
- 两个方向的推广: (1)考虑更高维度; (2)考虑non-Abelian, 即Matrix

Chern-Simons term in IQHE
USTC|
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