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Cálculo de $T^{\mu\nu}$ de la densidad lagrangiana $\mathscr{L} $

Estoy tratando de entender cómo se conectan los índices superior e inferior al calcular el tensor de energía-momento. En particular, encontré el problema simple donde la densidad lagrangiana está dada como $$\mathscr{L}= \frac{1}{2}\eta_{\mu\nu}(\partial^{\mu}\phi)(\partial^{\nu}\phi)-\frac{1}{2}m^2\phi^2$$ y quiero calcular el tensor energía-momento $T^{\mu\nu}$ . Comenzando con la relación $$ T^{\mu\nu} = \frac{\partial \mathscr{L}}{\partial(\partial_{\mu}\phi)}\partial^{\nu}\phi-\eta^{\mu\nu}\mathscr{L}$$ se puede encontrar ${T_{\mu}}^{\nu} = \eta_{\mu\nu} T^{\mu\nu}$ y después volver a $T^{\mu\nu}$ a través de $T^{\mu\nu} = \eta^{\nu\mu} {T_{\mu}}^{\nu}$ .

Mis preguntas son las siguientes:

  • ¿Hay alguna diferencia entre $\frac{\partial}{\partial(\partial_{\mu}\phi)}$ y $\frac{\partial}{\partial(\partial^{\mu}\phi)}$ y si es así, ¿cómo se calcula $\frac{\partial}{\partial(\partial_{\mu}\phi)} \frac{1}{2}\eta_{\mu\nu}(\partial^{\mu}\phi)(\partial^{\nu}\phi)$ ?

  • ¿Qué sucede con el término $\frac{\partial \mathscr{L}}{\partial(\partial_{\mu}\phi)}\partial^{\nu}\phi$ al multiplicar por $\eta_{\mu\nu}$ ? ¿Hay que mover algún índice? Mi entendimiento actual es que primero necesito encontrar una expresión para que esto no implique $\frac{\partial}{\partial(\partial_{\mu}\phi)}$ y luego simplemente mover todos los índices superiores $\mu$ abajo.

Como probablemente puedes adivinar soy muy nuevo en este tipo de notación, y agradecería mucho cualquier ayuda.

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JamalS Puntos 7098
  • Al contratar con la métrica $\eta_{\mu\nu}$ uno tiene explícitamente,

$$\eta_{\mu\nu} \frac{\partial \mathcal L}{\partial (\partial_\mu \phi)} \partial^\nu \phi = \frac{\partial \mathcal L}{\partial (\partial_0 \phi)} \partial^0 \phi - \sum_{i=1}^3\frac{\partial \mathcal L}{\partial (\partial_i \phi)} \partial^i \phi$$

  • Para el otro término, se tiene,

$$\frac12 \eta_{\mu\nu} \frac{\partial \mathcal L}{\partial (\partial_\mu \phi)} \partial^\mu \phi \partial^\nu \phi = \frac12 \left(\frac{\partial \mathcal L}{\partial (\partial_0 \phi)} (\partial^0 \phi)^2 - \sum_{i=1}^3 \frac{\partial \mathcal L}{\partial (\partial_i \phi)} (\partial^i \phi)^2 \right)$$

Nota: la convención métrica es $\eta = \mathrm{diag}(1,-1,-1,-1)$ .

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