Solusi Q = 2 instanton UN

66

5.4 Solusi Q = 2 instanton UN

Setelah pada dua bab sebelumnya ditentukan kendala dan parameter kendala solusi instanton UN Q = 2, maka sekarang dapat diuraikan konstruksi medan gauge instanton A µ dan menunjukkan bagaimana medan gauge solusi untuk UN dengan Q = 2 dapat diperoleh dari solusi 8N-parameter yang diberikan oleh pers. 5.3.10, 11 dan 5.3.14 – 5.3.16. Ambil dekomposisi untuk objek ADHM, ∆ dan M seperti: Q 2 N N N Q 2 N N N Q 2 N N N Q 2 N M V M , M V M × × + × × × × + = ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = 5.4.1 Q 2 Q 2 N Q 2 Q 2 N Q 2 Q 2 Q 2 Q 2 N Q 2 Q 2 N u , u × × + × × × × + ∆ = ∆ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ∆ = ∆ 5.4.2 Pertama A µ dibangun dengan cara menentukan M dalam suku ∆. Hubungan kelengkapan dalam pers. 5.1.7 dapat juga dituliskan dengan, Q 2 N Q 2 Q Q 2 Q Q 2 N Q 2 N Q 2 N Q 2 N N N Q 2 N F I M M + × × × × × + + × + + × × + ∆ ∆ − = . 5.4.3 Substitusi dekomposisi pers. 5.4.1 dan 5.4.2 ke dalam persamaan di atas diperoleh: ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ∆ ∆ ∆ ∆ − ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ∆ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ∆ − ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × Q 2 Q 2 Q Q Q 2 Q 2 N Q 2 Q Q Q 2 Q 2 Q 2 Q 2 Q Q Q 2 N N Q 2 Q Q Q 2 N Q 2 Q 2 Q 2 N Q 2 N N N Q 2 N N Q 2 N N N Q 2 Q 2 N N N N N N N Q 2 Q 2 N Q 2 Q Q Q Q Q Q Q Q Q 2 Q 2 Q 2 N Q 2 k 2 Q 2 N Q 2 N N N Q 2 N N N N Q 2 N N F u F F u u F u I I M M V M M V V V u F F F F u I I M V M V Secara eksplisit setiap komponen persamaan di atas adalah N Q 2 Q Q Q 2 N N N N N N N u F u I V V × × × × × × − = i Q 2 Q 2 Q Q Q 2 N Q 2 N N N ∆ F u M V × × × × × − = ii N Q 2 Q Q q 2 Q 2 N N N Q 2 u F V M × × × × × ∆ − = iii Q 2 Q 2 Q Q Q 2 Q 2 Q 2 Q 2 Q N N Q 2 F I M M × × × × × × ∆ ∆ − = iv dari pers. i diperoleh: u uF I V V V 2 − = = . 5.4.4 67 Sembarang matriks V yang memenuhi pers. 5.4.4 dihubungkan satu sama lain melalui transformasi gauge N Vg V → , dimana N U g N ∈ . Pemilihan V secara khusus berhubungan dengan penentuan gauge lokal dari instanton. V dalam singular gauge diberikan oleh salah satu akar matriks pada pers. 5.4.4 2 1 u uF I V − = . 5.4.5 Selanjutnya, dari pers. iii dapat diperoleh ekspresi M dinyatakan dalam V yaitu: 1 V u F M u F V M − ∆ − = ∆ − = 5.4.6 Pers. 5.4.5 dan 5.4.6 yang menentukan M dalam pers. 5.4.1, dan juga medan gauge A µ melalui pers. 5.1.5. Selanjutnya, untuk memulai prosedur ini, pertama harus ditentukan matriks Hermitian . F Q Q × Untuk Q = 2, gunakan pers. 5.1.1 dan 5.1.2 untuk membangun matriks ∆ = a + bx, dengan a diberikan oleh pers. 5.1.21 dan ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − = × × × × 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 I z I z I z I z x b . 5.4.8 Masukkan pers. 5.1.21 dan pers. 5.4.8 ke dalam pers. 5.1.1 menghasilkan: ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + − − + + = ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − + ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − = ∆ 1 11 2 12 2 12 1 11 2 1 1 2 2 1 11 12 12 11 2 1 Z r Z r Z r Z r u u Z Z Z Z r r r r u u 5.4.9 dimana, ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = 1 1 1 z z Z , ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ 2 2 2 z z Z . 5.4.10 Dengan demikian, ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = + 2 1 1 11 A c b A Z r , ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ γ β = + 2 1 2 12 B B Z r 5.4.11 dimana telah didefinisikan 68 . z x 2 1 B , z x 2 1 B , z x 2 1 a A , z x 2 1 a A 2 1 2 2 1 1 1 2 1 1 + − α ≡ + + α ≡ + − ≡ + + ≡ 5.4.12 Dengan pilihan di atas, maka diperoleh: ⎟⎟ ⎠ ⎞ + + + + + + + − + + + + ⎜⎜ ⎝ ⎛ − − + + + + + − − − + + + + = ∆ ∆ Z r Z r Z r Z r u u Z r Z -r Z r Z r u u Z r Z r Z r Z r u u Z r Z -r Z r Z r u u 1 11 1 11 2 12 2 12 2 2 1 11 2 12 2 12 1 11 2 1 2 12 1 11 1 11 2 12 1 2 2 12 2 12 1 11 1 11 1 1 5.4.13 Untuk Q = 2 kondisi faktorisasi pers. 5.1.6 menjadi [ ] ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = = ∆ ∆ − × × − × − × × 1 2 2 2 2 2 1 1 2 2 1 2 2 4 4 F F I F 5.4.14 sehingga, 1 11 1 11 2 12 2 12 2 2 1 2 22 2 12 2 12 1 11 1 11 1 1 1 1 11 Z r Z r Z r Z r u u F Z r Z r - Z r Z r u u F + + + + + + = ↔ ∆ ∆ − − − + + + + = ↔ ∆ ∆ − − 5.4.15 dimana ∑ ∑ = = − ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ γ + + + + β + γ + + + β + γ + + + β + + + + = ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ γ + β + γ β + γ β + + ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + + + + + ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ = − − − + + + + = N 1 v 2 2 2 2 2 2 2 2 v , 1 2 1 2 1 1 v , 1 1 , 2 v 2 1 2 1 2 v , 1 1 , 1 v 2 2 1 2 2 1 2 1 v , 1 N 1 v 2 2 2 2 1 2 1 2 2 1 2 2 2 2 1 2 1 2 2 1 2 2 v , 1 1 v , 1 1 , 2 v 2 v , 1 1 , 1 v 2 1 v , 1 2 12 2 12 1 11 1 11 1 1 1 1 B b A u B B c A b A u u B B c A b A u u B c A u B B B B B B b A c A b A c A b A c A u u u u u u Z r Z r - Z r Z r u u F ∑ ∑ = = − ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ β + + + + + + γ + β + + + γ + β + γ + + + + = ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + + + + + ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ β + γ + β γ + β γ + + ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ = + + + + + + = N 1 v 2 2 2 2 2 2 2 2 v , 2 2 1 2 1 1 v , 2 2 , 2 v 2 1 2 1 2 v , 2 2 , 1 v 2 2 2 2 1 2 1 2 1 v , 2 N 1 v 2 2 2 2 1 2 1 2 2 1 2 2 2 2 1 2 1 2 2 1 2 2 v , 2 1 v , 2 2 , 2 v 2 v , 2 2 , 1 v 2 1 v , 2 1 11 1 11 2 12 2 12 2 2 1 2 c B A u b A c A B B u u b A c A B B u u b B A u c A b A c A b A c A b A B B B B B B u u u u u u Z r Z r Z r Z r u u F Elemen ∆ ∆ yang lain dapat diperoleh dengan membandingkan pers. 5.4.15 dengan kendala ADHM, yang menghasilkan: 69 R R R R u u Z r Z r - Z r Z r u u 11 12 12 11 2 1 1 11 2 12 2 12 1 11 2 1 12 = − + = + − + + + + = ∆ ∆ 5.4.16 R R R R u u Z r Z r Z r Z r u u 12 11 11 12 1 2 2 12 1 11 1 11 2 12 1 2 21 = − + = − − + + + + + = ∆ ∆ 5.4.17 dengan, . Z r R Z r R 2 12 12 1 11 11 + = + = 5.4.18 Terlihat kesesuaiannya dengan ekspresi 1 k 2 k 2 F − × yaitu: ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ = ∆ ∆ − − 1 2 1 1 22 21 12 11 F F . 5.4.19 Baik 1 1 F − maupun 1 2 F − dapat diambil sebagai bentuk F untuk menentukan V dan M . Hubungan 1 2 1 1 F F − − = yang dimplikasikan oleh pers. 5.4.14 menghasilkan dua kendala ADHM UN untuk Q = 2. Merujuk ke sifat Hermitian dari F, matriks V dalam pers. 5.4.5 jelas Hermitian. Dari pers. 5.4.4, matriks V 2 dapat dihitung, yang menghasilkan suatu matriks N N × yang bergantung pada elemen dari F dan {u 1 , u 2 }. Untuk menentukan V, diambil akar dari matriks V 2 , yang dihitung dengan cara mendiagonalisasi V 2 kemudian mengambil akar dari setiap elemen diagonalnya. Bentuk umum matriks terdiagonalisasi V adalah seperti berikut: ⎟⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ λ λ λ = N 2 1 V L M O M M L L 5.4.20 dimana { λ v }adalah akar dari nilai-eigen matriks V 2 . Untuk matriks V di atas diperoleh beberapa kuantitas berikut: V V = ; v N 1 v N 2 1 V det λ Π = λ ⋅ ⋅⋅ λ ⋅ λ = = L 5.4.21 maka 70 ⎟⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ λ ⋅ ⋅ λ ⋅ λ ⋅ λ λ ⋅ ⋅ λ ⋅ λ ⋅ λ λ ⋅ ⋅ λ ⋅ λ ⋅ λ λ Π = = − = − 1 N 3 2 1 N 4 3 1 N 4 3 2 v N 1 v C 1 1 V V det 1 V L L O M M L L L L atau secara ringkas: ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ λ λ λ = − N 2 1 1 1 1 1 V L M O M M L L . 5.4.22 Akhirnya dengan bentuk V dalam pers. 5.4.20, M dapat ditentukan melalui pers. 5.4.6, melalui tahapan perhitungan sebagai berikut. Untuk sederhananya ditinjau kasus Q = 2. Pertama dihitung dahulu matriks M : 1 N N N 4 2 2 4 4 N 4 V u F M − × × × × × ∆ − = 5.4.23 dengan . Z r Z r Z r Z r z z z z I I r r r r x b a 1 11 2 12 2 12 1 11 Z Z Z Z 1 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 11 2 2 12 2 2 12 2 2 11 4 4 4 4 4 4 1 2 2 1 ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + − − + + = ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − = + = ∆ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − × × × × × × × × × × × 4 4 4 4 3 4 4 4 4 2 1 Substitusikan pers. 5.4.11 dan 5.4.12, diperoleh bentuk eksplisit: ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + − α β − + + γ − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + + α − + − α γ + − β + + α + + = ∆ 1 2 1 1 2 1 2 1 1 2 1 1 z x 2 1 a b z x 2 1 c z x 2 1 a z x 2 1 z x 2 1 z x 2 1 a c z x 2 1 b z x 2 1 a 71 ⎟⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − β − γ − − γ β = 2 2 1 1 2 2 1 1 A b B c A B B A c B b A . 5.4.24 Selanjutnya, untuk F diambil representasi matriksnya dalam ruang spinor Weyl α: α × ⎟⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ = ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = , lm 22 21 12 11 lm 22 21 12 11 2 2 1 1 F F F F F F F F F 5.4.25 dan u sebagai berikut: ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ = ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ = × × × × 2 , 2 N 2 , 22 2 , 12 2 , 1 N 2 , 21 2 , 11 1 , 2 N 1 , 22 1 , 12 1 , 1 N 1 , 21 1 , 11 N 2 2 2 N , 2 1 N , 2 2 N , 1 1 N , 1 22 , 2 21 , 2 22 , 1 21 , 1 12 , 2 11 , 2 12 , 1 11 , 1 2 2 N u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u L L L L M M M M 5.4.26 Kalikan pers. 5.4.25 dengan pers. 5.4.26 diperoleh: ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + + + + + + = α 2 , 2 N 2 , 22 2 , 12 2 , 1 N 2 , 21 2 , 11 2 , 2 N 22 1 , 1 N 21 1 , 22 22 1 , 21 21 1 , 12 22 1 , 11 21 1 , 2 N 12 1 , 1 N 11 1 , 22 12 1 , 21 11 1 , 12 12 1 , 11 11 , mv lm u u u u u u u F u F u F u F u F u F u F u F u F u F u F u F u F u F L L L L . 5.4.27 Kemudian pers. 5.2.27 dikalikan dengan pers. 5.4.22 dari kanan yang menghasilkan: 72 ⎟⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ λ λ λ λ λ λ + λ + λ + λ + λ + λ + λ = − 2 , 2 N N 2 , 22 2 2 , 12 1 2 , 1 N N 2 , 21 2 2 , 11 1 1 , 2 N 22 1 , 1 N 21 N 1 , 22 22 1 , 21 21 2 1 , 12 22 1 , 11 21 1 1 , 2 N 12 1 , 1 N 11 N 1 , 22 12 1 , 21 11 2 1 , 12 12 1 , 11 11 1 1 u 1 u 1 u 1 u 1 u 1 u 1 u F u F 1 u F u F 1 u F u F 1 u F u F 1 u F u F 1 u F u F 1 V u F L L L L atau, ⎟⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ λ λ + λ + λ = − 2 , 2 v v 2 , 1 v v 1 , 2 v 22 1 , 1 v 21 v 1 , 2 v 12 1 , 1 v 11 v 1 u 1 u 1 u F u F 1 u F u F 1 V u F 5.4.28 dimana v = 1, 2,…, N. Jadi, untuk Q = 2, dengan bentuk V diberikan menurut pers. 5.4.20, untuk N yang umum, dari pers. 5.4.23 didapati bahwa matriks M berbentuk sebagai berikut: ⎟⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ λ λ + λ + λ ⎟⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − β − γ − − γ β − = ∆ − = − × 2 , 2 v v 2 , 1 v v 1 , 2 v 22 1 , 1 v 21 v 1 , 2 v 12 1 , 1 v 11 v 2 2 1 1 2 2 1 1 1 N 4 u 1 u 1 u F u F 1 u F u F 1 A b B c A B B A c B b A V u F M ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − = N 4 42 41 N 3 32 31 N 2 22 21 N 1 12 11 M M M M M M M M M M M M L L L L 5.4.29 atau, 73 [ ] [ ] ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − = × v 4 v 3 v 2 v 1 N 4 M M M M M 5.4.30 dimana telah dimanfaatkan definisi menurut pers. 5.4.12 dan F dituliskan sebagai F ij . Pernyataan elemen-elemen matriks M dalam pers. 5.4.30 adalah sebagai berikut: { } { } { } { } 2 , 2 v 2 2 , 1 v 1 , 2 v 22 1 , 1 v 21 2 1 , 2 v 12 1 , 1 v 11 v v 4 2 , 2 v 2 , 1 v 1 1 , 2 v 22 1 , 1 v 21 1 , 2 v 12 1 , 1 v 11 1 v v 3 2 , 2 v 2 2 , 1 v 1 , 2 v 22 1 , 1 v 21 2 1 , 2 v 12 1 , 1 v 11 v v 2 2 , 2 v 2 , 1 v 1 1 , 2 v 22 1 , 1 v 21 1 , 2 v 12 1 , 1 v 11 1 v v 1 u A u b u F u F B u F u F 1 M u c u A u F u F u F u F B 1 M u B u u F u F A u F u F c 1 M u u B u F u F b u F u F A 1 M + + + − + β − λ = + + + γ − + − λ = + γ + + + + λ = β + + + + + λ = Jadi, matriks ADHM-M untuk UN dengan Q = 2 diberikan oleh: ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = × × × + N 4 N N N 4 N M V M . 5.4.31 Konfigurasi medan gauge instanton A µ yang berkaitan, selanjutnya diperoleh dengan mensubstitusikan M ke dalam pers. 5.1.5. Metoda di atas dapat pula diaplikasikan untuk grup UN dengan Q = 3, namun tingkat kerumitannya menjadi lebih tinggi mengingat meningkatnya secara berlebihan jumlah kendala terkopel yang harus diselesaikan. Konstruksi ADHM memberikan secara implisit konfigurasi solusi aksi berhingga instanton dari teori gauge Yang-Mills murni untuk semua grup Lie kompak sederhana dan muatan topologi Q. Akan tetapi sejauh ini terbukti konstruksi solusi eksplisitnya, untuk muatan topologi lebih besar daripada 3, sangat sulit secara teknis. Seperti disinggung di atas, terhambatnya kemajuan dalam memperoleh solusi instanton YM eksplisit ini diakibatkan oleh sifat kendala ADHM yang menjadi semakin kompleks. 74

BAB VI INTERPRETASI DAN APLIKASI