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Espacios del vector para las representaciones irreducibles del grupo de Lorentz

EDIT: El espacio vectorial de las $(\frac{1}{2},0)$ Representación es $\mathbb{C}^2$ como se ha mencionado por Qmechanic en los comentarios a su respuesta a continuación! Los espacios vectoriales de las otras representaciones siguen sin respuesta.

La definición de una representación es un mapa (un homomorphism) para el espacio de los operadores lineales sobre un espacio vectorial. Mi pregunta es: ¿cuáles son los correspondientes espacios vectoriales para la

  • $(0,0)$ Representación
  • $(\frac{1}{2},0)$ Representación
  • $(0,\frac{1}{2})$ Representación

  • $(\frac{1}{2},0) \oplus (0,\frac{1}{2}) $ Representación

  • $(\frac{1}{2},\frac{1}{2})$ Representación

  • de infinitas dimensiones de la Representación?

14voto

Stefano Puntos 763

I) teoría de la Representación para el restringido$^1$ grupo de Lorentz $SO^+(1,3;\mathbb{R})\cong SL(2,\mathbb{C})/\mathbb{Z}_2$ es bastante amplio tema cubierto en muchos libros de texto, véase, por ejemplo, Ref. 1 para más información.

Una representación irreducible

$$\etiqueta{1} (j_L,j_R)~=~j_L\otimes_{\mathbb{C}} j_R, \qquad j_L, j_R~\~ \frac{1}{2}\mathbb{N}_0,$$

es un producto tensor de $V=V_L\otimes_{\mathbb{C}} V_R$ de dos complejos de espacios vectoriales $V_L$$V_R$, de la compleja dimensión de $2j_L+1$$2j_R+1$, respectivamente. El producto tensor $V$ es de nuevo un espacio vectorial complejo y tiene complejo de dimensión $(2j_L+1)(2j_R+1)$. Ver también este Phys.SE post.

Ejemplos:

  1. $(j_L,j_R)=(0,0)$. Esta es la trivial/singlete representación. A continuación, el espacio vectorial es $V\cong\mathbb{C}$. Tenga en cuenta que la representación trivial $(0,0)$ es la identidad multiplicativa para el producto tensor $\otimes_{\mathbb{C}}$, es decir, $$\tag{2}\forall V:~~(0,0)\otimes_{\mathbb{C}}V~\cong~ V~\cong~ V\otimes_{\mathbb{C}}(0,0).$ $

  2. $(j_L,j_R)=(\frac{1}{2},0)$. Esto es conocido como el zurdo Weyl-spinor representación. A continuación, el espacio vectorial es $V\cong\mathbb{C}^2$. Es fundamental la definición de la representación de $SL(2,\mathbb{C})$.

  3. $(j_L,j_R)=(0,\frac{1}{2})$. Esto es conocido como la mano derecha Weyl-spinor representación. Es el complejo conjugado de la representación de los zurdos Weyl-spinor representación.

Una representación irreducible (1) puede ser escrita con la ayuda de la simétrico producto tensor $\odot$ de los zurdos y los diestros Weyl-spinor representación

$$(j_L,j_R)~=~(\frac{1}{2},0)^{\odot 2j_L} \otimes (0,\frac{1}{2})^{\odot 2j_R}$$ $$~:=~\underbrace{\left\{(\frac{1}{2},0)\odot\ldots\odot(\frac{1}{2},0)\right\}}_{2j_L\text{ symmetrized factors}} \otimes \underbrace{\left\{(0,\frac{1}{2})\odot\ldots\odot(0,\frac{1}{2})\right\}}_{2j_R\text{ symmetrized factors}} .\tag{3} $$

Aquí $\otimes$ indica el estándar de la onu (simétrico) producto tensor.

II) Complejización. El restringido grupo de Lorentz $SO^+(1,3;\mathbb{R})$ es, obviamente, un subgrupo de la complexified$^2$ grupo de Lorentz $SO(3,1;\mathbb{C})$. Uno puede mostrar que el doble de la cubierta de la complexified grupo de Lorentz $SO(3,1;\mathbb{C})$ es isomorfo a la directa o Cartesiano grupo de productos

$$\tag{4} G~=~SL(2,\mathbb{C})_L\times SL(2,\mathbb{C})_R,$$

cf. por ejemplo, Ref. 1 y esta Phys.SE post.

En más detalle, la representación irreducible

$$\tag{5} \rho~=~\rho_L\otimes \rho_R:G\to GL(V,\mathbb{C})$$

en (1) el producto de la Mentira de grupo (4) está dada como

$$\tag{6} \rho(g_L,g_R)(\sum_iv^i_L\otimes v^i_R)~=~\sum_i\rho_L(g_L)v^i_L\otimes\rho_R(g_R)v^i_R ,$$

donde

$$\tag{7} \rho_{L/R}:SL(2,\mathbb{C})\to GL(V_{L/R},\mathbb{C})$$

son representaciones irreducibles de $SL(2,\mathbb{C})$ de las dimensiones complejas $2j_{L/R}+1$.

Referencias:

  1. I. L. Buchbinder y S. M. Kuzenko, Ideas y Métodos de la Supersimetría y la Supergravedad - O un Paseo a Través de Superspace, 1998; Capítulo 1.

--

$^1$ Déjenos aquí por simplicidad consideremos el restringido grupo de Lorentz $SO^+(1,3;\mathbb{R})$ más que el grupo de Lorentz $O(3,1;\mathbb{R})$.

$^2$ Resulta que relativistas teorías físicas a menudo tienen pertinentes complejo de la analítica de las propiedades.

3voto

user37281 Puntos 1

(A)

(0,0) actúa sobre un trivial espacio de $\mathbb{C} $


(B)

$(\frac{1}{2},0)$ actúa sobre un espacio vectorial que es la misma como un spin espacio de $( \alpha|\uparrow >+\beta | \downarrow> ) $ , ignorando el significado de girar hacia arriba y hacia abajo ahora. Este espacio es $\mathbb{C}^2 $ hasta una normalización de la restricción de la $|\alpha|^2+|\beta|^2=1$


(C)

$(0,\frac{1}{2})$ actúa sobre un espacio vectorial que tiene la misma estructura $(\frac{1}{2},0)$'s espacio, pero puede tener un significado diferente, lo escribo como $( \gamma|\Uparrow >+\delta | \Downarrow> ) $


(D)

$(\frac{1}{2},0) \oplus (0,\frac{1}{2}) $ actúa en $( \alpha|\uparrow >+\beta | \downarrow> )\oplus ( \gamma|\Uparrow >+\delta | \Downarrow> )=( \alpha|\uparrow >+\beta | \downarrow> + \gamma|\Uparrow >+\delta | \Downarrow> ) $


(E)

$(\frac{1}{2}, \frac{1}{2}) $ actúa en $( \alpha|\uparrow >+\beta | \downarrow> )\otimes ( \gamma|\Uparrow >+\delta | \Downarrow> )=(a|A>+b|B>+c|C>+d|D>)$

$|\alpha|^2+|\beta|^2=1$ $|\gamma|^2+|\delta|^2=1$ no puede mantener, se convierte en una expresión de $a \ b \ c \ d$


(F)

infinito base, añadir un poco de impulso a (B) por ejemplo:

$( \alpha_1|\uparrow,p_1 >+\beta_1 | \downarrow,p_1> )\oplus( \alpha_2|\uparrow,p_2 >+\beta_2 | \downarrow,p_2> )\oplus( \alpha_3|\uparrow,p_3 >+\beta_3 | \downarrow,p_3> )\oplus...$

Yo estoy usando el $\oplus$, ya que el $<s_1,p_i|s_2,p_j>=\delta_{ij} <s_1 |s_2 >$

Por lo tanto, el espacio es: $$(\sum_{s=1,2} \sum_{p} a_{s,p} |s,p>)$$ with normalization constraint $\sum_{s=1,2} \sum_{ p} |a_{s,p}|^2=1$

del mismo modo, se pueden añadir mayor impulso a (A) (C) (D) (E), para darse cuenta de sus infinitas versiones.

para (Un)'s infinita versión, que el espacio vectorial es sólo $ \{ |p> \} $ sí

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