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On Infravacua and the Localisation of Sectors
A certain class of superselection sectors of the free massless scalar field
in 3 space dimensions is considered. It is shown that these sectors, which
cannot be localised with respect to the vacuum, acquire a much better
localisation, namely in spacelike cones, when viewed in front of suitable
``infravacuum'' backgrounds. These background states coincide, essentially,
with a class of states introduced by Kraus, Polley and Reents as models for
clouds of infrared radiation.Comment: LaTeX, 18 pages, minor corrections in order to conform with published
versio
On Infravacua and Superselection Theory
In the DHR theory of superselection sectors, one usually considers states
which are local excitations of some vacuum state. Here, we extend this analysis
to local excitations of a class of "infravacuum" states appearing in models
with massless particles. We show that the corresponding superselection
structure, the statistics of superselection sectors and the energy-momentum
spectrum are the same as with respect to the vacuum state. (The latter result
is obtained with a novel method of expressing the shape of the spectrum in
terms of properties of local charge transfer cocycles.) These findings provide
evidence to the effect that infravacua are a natural starting point for the
analysis of the superselection structure in theories with long-range forces.Comment: LaTeX, 18 pages, spelling errors correcte
Ăśber Infravakua und die Superauswahlstruktur von Theorien mit masselosen Teilchen
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