On Infravacua and the Superselection Structure of Theories with Massless Particles

Abstract

In Quantenfeldtheorien mit masselosen Teilchen können Zustände mit nichttrivialer Superauswahlladung relativ zum Vakuum sehr schlechte Lokalisierungseigenschaften haben. Indem in diesem Fall das Vakuum durch einen passenden ``Infravakuum''-Zustand ersetzt wird, kann die Lokalisierbarkeit der Ladungen soweit verbessert werden, daß die Doplicher-Haag-Roberts- (DHR-) Theorie der Superauswahlsektoren anwendbar ist. Als explizites Beispiel für dieses Phänomen betrachten wir eine bestimmte Klasse von Sektoren des masselosen Skalarfelds. Diese Sektoren tragen eine Ladung elektrischen Typs, und der zugehörige Infravakuum-Hintergrund läßt sich als eine Wolke von Infrarotstrahlung interpretieren. Motiviert durch diese Situation schlagen wir eine modellunabhängige Definition von Infravakuumdarstellungen vor und leiten einige ihrer Eigenschaften ab. Wir analysieren insbesondere ihre Rolle als Referenzdarstellungen für die DHR-Theorie und untersuchen, inwieweit die Abwesenheit eines translationsinvarianten Vektors die Ergebnisse der DHR-Analyse beeinflußt. Besonders hervorgehoben werden hierbei die funktoriellen Aspekte der Theorie sowie die Beschreibung der Kovarianz- und spektralen Eigenschaften der geladenen Sektoren durch sogenannte Ladungstransportkozyklen.