تعميم المادة والمضادة للمادة من خلال التأثير المترافق

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • يُستعرض المقال تجريد المادة والجاذب من خلال تأثير المجموعة المترافقة على مساحة الزخم. ويعرض المكونات العددية لزخم في فضاء 10 أبعاد.
  • ويُناقش مجموعة بوانكاريه وفروعها، ووجود جسيمات ذات كتلة سالبة مرتبطة بالزمن المعاكس.
  • ويشرح المقال كيف تسمح مجموعة بوانكاريه الموسعة باشتقاق معادلة كلاين-جوردون وربط البعد الخامس بالتحويل الشحني.

f4203 هندسة المادة والجسيمات المضادة من خلال التأثير المترافق لزمرة على فضاء زخمها. 1 : الشحنة كمكونات قياسية إضافية لزخم زمرة تعمل على فضاء بعدين 10. تعريف هندسي للمادة المضادة. (p3) زمرة بوانكاريه الكاملة هي:

(31) Gp = Gn U Gs U Gt U Gst

المكونة المحايدة Gn هي المجموعة الفرعية الأولى. زمرة الأوقات الموجبة [1]:

(32) Go = Gn U Gs

هي أيضًا مجموعة فرعية من زمرة بوانكاريه.

الجزء الزمني العكسي للزمرة [1]:

(33) Gac = Gt U Gst لا تشكل زمرة. من الواضح:

(34) Gp = Go U Gac

...كما أشار في [1]، فإن وجود عناصر Gac = Gt U Gst يمكن أن ينتج جسيمات ذات كتلة سالبة، كحركات خاصة للمادة تسير عكسًا في الزمن. في كتابه [1]، يقترح ج. إم. سوريو حلين:

  • إما أن نقرر ببساطة أن الكتل السلبية لا يمكن أن توجد.

  • أو أن زمرة بوانكاريه محدودة بمجموعتها الفرعية الزمنية الموجبة.

(35) Go = Gn U Gs

2) امتداد مركز زمرة بوانكاريه. (36)

هو امتداد مركز زمرة بوانكاريه، تم بناؤه من المجموعة الفرعية الزمنية الموجبة. التأثير المقابل هو: (37)

z هي بعد إضافي، بعد خامس. يصبح بعد الزمرة 11، ويكتسب الزخم مكونًا إضافيًا مماثلًا:

(38) Jpe = { c , M , P } = { c , Jp }

التأثير المترافق يعطي: (39)

...لم يتم فهم المعنى الفيزيائي لهذا المكون الحادي عشر c بشكل واضح أبدًا. من خلال طريقة كمّيته الهندسية، يوضح ج. إم. سوريو أن الدوران يجب أن يكون كمّيًا [1]. باختيار نظام إحداثي حيث يصبح التمرير صفرًا، والتركيز فقط على الحركات في الاتجاه z، تصبح مصفوفة الزخم Jp:

(40)

حيث E هي الطاقة، p هو مقدار متجه الزخم، وs هو الدوران.

الفوتونات تتوافق مع:

(41)

باستخدام اتجاهين مختلفين للدوران: يمين ويسار (التوتر).

النيوترينوات تتوافق مع:

(42)

باستخدام أيضًا اتجاهين مختلفين للدوران.

الجسيمات ذات الكتلة غير الصفرية مثل البروتون، الإلكترون، النيوترون، تتوافق مع:

(43)

مع: (44)

(45))

...من زمرة بوانكاريه الممتدة (36)، من خلال طريقة كوسنت-كيريلوف-سوريو، يمكن اشتقاق [1] معادلة كلاين-جوردون الكمية النسبية. وبالمثل [1]، زمرة بارغمان غير النسبية (1960) توفر معادلة شرودنجر غير النسبية.

ماذا عن المادة المضادة؟

...في كتاب سابق [2]، قام ج. إم. سوريو بتطوير النسبية العامة في خمسة أبعاد، بإضافة بعد إضافي z إلى الفضاء-الزمن (x، y، z، t)

...ثم، في الإشارة [2]، الفصل السابع، الصفحة 413، عرّف عكس البعد الخامس (z ---> -z) كمرادف لتحويل الشحنة (أو عكس الشحنة، أو التناظر C)، مما يحوّل المادة إلى مادة مضادة.

النسخة الأصلية (الإنجليزية)

f4203 Geometrization of matter and antimatter through coadjoint action of a group on its momentum space. 1 : Charges as additional scalar components of the momentum of a group acting on a 10d-space. Geometrical definition of antimatter. (p3) The complete Poincaré group is :

(31) Gp = Gn U Gs U Gt U Gst

The neutral component Gn is the first sub-group. The orthochron group [1] :

(32) Go = Gn U Gs

is also a sub-group of the Poincaré group.

The antichron part of the group [1] :

(33) Gac = Gt U Gst is not a group. Obvioulsy :

(34) Gp = Go U Gac

...As pointed out in [1] the presence of the elements of Gac = Gt U Gst may produce negative mass particles, as peculiar movements of matter, runing backward in time. In his book [1] J.M.Souriau suggests two solution :

  • Either one simply decides that negative masses cannot exist.

  • Either the Poincaré group is limited to its orthochron subgroup.

(35) Go = Gn U Gs

2) The central extension of the Poincaré group. (36)

is the central extension of the Poincaré group, built from the orhochron sub-group. The corresponding action is : (37)

z is an additional dimension, a fifth dimension. The dimension of the group becomes 11 and the momentum gets a corresponding extra component :

(38) Jpe = { c , M , P } = { c , Jp }

The coadjoint action gives : (39)

...The physical meaning of this 11th component c was neven clearly undestood. Through his geometric quantification method, J.M.Souriau shows than the spin must be quanticized [1]. Choosing a coordinate system in which the passage becomes zero, and considering only z-motions, the Jp the momentum matrix becomes :

(40)

where E is the energy, p the modulus of the vector impulsion and s the spin.

Photons correspond to

(41)

with two distinct helicities : right and left (polarization).

Neutrinos correspond to :

(42)

with also two distinct helicities.

Non zero mass particles like proton, electron, neutron, correspond to :

(43)

with : (44)

(45))

...From the extended Poincaré group (36), through the Kostant-Kirilov-Souriau method one can derive [1] the relativistic quantum Klein-Gordon equation. Similarly [1] the non-relativist Bargmann group (1960) gives the non-relativistic Schödinger equation.

What about antimatter ?

...In a former book [2] J.M. Souriau developped general relativity in five dimensions, adding an extra dimension z to space-time ( x , y , z , t )

...Then, reference [2], Chater VII , page 413, he identifies the inversion of the fifth dimension ( z ---> - z ) to the charge conjugation ( or charge inversion, or C-symmetry ) transforming matter into anti-matter.