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Adjunto formal de libre de trazos $(1,1)$ -tensores

Para una variedad riemanniana general $M$ la derivada covariante $\nabla$ admite una adjunto formal $\nabla^*$ . En particular, si $S$ es un $(1, 1)$ -tensor en $M$ tenemos $$\nabla^*S=-tr \nabla S=-\sum _i(\nabla_{e_i} S)e_i$$ donde $\{e_i\}_i$ es una base local ortonormal.

Por otro lado sabemos que toda derivada covariante $\nabla$ conmuta con todas las contracciones. Es decir, si " tr" denota la traza en cualquier par de índices, $$tr\nabla_X A=\nabla_X tr A.$$

Q: ¿Es correcto que el adjunto formal de cualquier trazo libre $(1,1)$ -¿el tensor se desvanece?

Gracias.

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Anders Eurenius Puntos 2976

Creo que lo que querías preguntar es si es cierto que el adjunto formal de $\nabla$ aplicada a cualquier rastro libre $(1,1)$ -tensor se desvanece. (A $(1,1)$ -tensor tiene un adjunto formal como endomorfismo lineal, pero que no es un operador diferencial).

La respuesta es no.

Es cierto que $\operatorname{tr} \nabla_X A = \nabla_X \operatorname{tr} A$ pero esto no tiene nada que ver con $\nabla^*$ . El adjunto formal de $\nabla$ actuando en $A$ es $\nabla^* A = - \operatorname{tr} (\nabla A)$ no $-\operatorname{tr} \nabla_X A$ . Si se adopta la convención de que la nueva posición de índice introducida por $\nabla$ es el último, entonces esta traza se toma en los dos últimos índices de $\nabla A$ -- uno de los índices originales de $A$ y la nueva introducida por la diferenciación. En notación de índices, esto es $$ (\nabla^* A)_i = - A^j_{i;j}. $$

Por otro lado, también puede considerar $\nabla(\operatorname{tr} A) = \operatorname{tr}(\nabla A)$ pero en este caso, el rastro está en el los dos primeros índices de $\nabla A$ , es decir, los dos índices originales de $A$ antes de la resultante de la diferenciación. En notación de índices, $$ \big(\nabla(\operatorname{tr} A)\big)_i = A^j_{j;i} = 0. $$ Como puede ver, el " $\operatorname{tr}$ "es ambigua - siempre hay que ser explícito sobre los índices que se están trazando (o decorar el símbolo de trazado con números, como en $\operatorname{tr}_{12}$ o $\operatorname{tr}_{23}$ ).

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