A descrição da dinâmica dos sistemas físicos requer o detalhamento da evolução das quantidades que os determinam ao passar de uma superfície tri-dimensional para outra, cada uma delas definida segundo o parâmetro de evolução a que é dado o nome de «tempo». Mas quais seriam essas superfícies e qual seria esse tempo é uma escolha não única, senão diversa, como foi mostrado por Dirac em 1949; tais diferentes escolhas possíveis inequivalentes se chamam «formas dinâmicas». No presente artigo expomos a definição precisa delas e colocamos o foco de atenção na assim chamada «forma dinâmica da frente de luz» ou do «plano nulo», em que o tempo é uma coordenada definida sobre o cone de luz. Estudamos os diversos campos clássicos livres nessa formulação: o escalar, o fermiônico, o eletromagnético e o vetorial massivo, estabelecendo a solução do problema dos valores iniciais (problema de Goursat), a distinção entre suas componentes dinâmicas e as não-dinâmicas, e seus estados de polarização. Finalizamos expondo cuidadosamente as virtudes e dificuldades da forma dinâmica do plano nulo, almejando assim fornecer um material de iniciação relevante a essa prometedora, porém pouco conhecida, área da física.
The description of the dynamics of the physical systems requires the specification of the evolution of the quantities that determine them in passing from one three-dimensional surface to the other, each one of them defined by the constant value of a parameter called «time». But such surfaces and such time can be chosen in different manners, as it was shown by Dirac in 1949; the inequivalent possible choices are called «dynamical forms». In this study we precisely define them, focusing in particular in the so-called «light-front dynamics» or «null-plane dynamics», in which the time is a coordinate defined on the light-cone. We study the classical free fields in this formulation: the scalar, fermion, electromagnetic and massive vector ones, establishing the solution to their initial-value problem (Goursat’s problem), the classification of their components as dynamical and non-dynamical, and their polarization states. We finalize by highlighting the advantages and disadvantages of null-plane physics, hoping to provide a relevant initiation material to this promising, although generally unknown, area of physics.
