groups and physics coadjoint action momentum

autre

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Tout ce que je peux dire c'est :

  • qu'en m'éloignant de la "cible" d'une distance

c

.

  • en l'observant en me déplaçant moi-même
    à une vitesse

v

.

  • en étant, par rapport à cette cible, décalé
    d'un laps de temps

Dt

Par rapport à moi

:

--- Je n'ai pas fait varier sa masse m.

--- Je l'ai dotée d'une impulsion m

v

( quantité de mouvement).

---- Je l'ai dotée d'un passage m [

c - v D

t ]

---- et d'un tournoiement :

Explicitons celui-ci :

(118a)

(118b)

(118c)

ou :

(118d)

On peut considérer les trois composantes indépendantes de la matrice tournoiement

l

comme celles d'un vecteur. Celui-ci s'écrit alors :

(119)

Bien qu'on n'ait pas défini le produit vectoriel dans notre espace, c'est à dire qu'on ne lui a pas conféré d'orientation droite-gauche, on peut considérer cela comme un produit vectoriel :

(120)

le

v

à l'envers désignant le produit vectoriel. On voit que la dernière ligne des formules donnant l'action coadjointe sur le moment correspond à :

(121)

Equation 121

l

étant une matrice et non un vecteur ( mais, dans nos notations, les lettres grasses désignent indifféremment les uns et les autres, le maigres se référant aux scalaires).

Ce vecteur produit vectoriel commence à ressembler, pour le physicien, à quelque chose de connu : le

moment cinétique

.

On prend une particule, on s'en éloigne de

c

et on l'observe en circulant à la vitesse

v

. Tout se passe comme si c'était l'inverse: que la particule soit éloignée d'un observateur supposé fixe et se déplace à une vitesse

v

.

(122)

Reste le "passage"

f

= m [

c - v Dt ]

Il s'annule en faisant simplement

c = v D

t , c'est à dire en reliant la vitesse

v

et la translation spatio-temporelle :

(123)

Reprenons l'expression du moment issu du groupe de Poincaré, exprimé dans un système de coordonnées où le passage soit nul :

(124)

Une particule, c'est un choix particulier effectué dans le moment. Ceci étant, des changements de coordonnées permettent de faire disparaître le passage

f

et de ramener les composantes du tournoiement

l

et de l'impulsion

Pà une seule composante (mouvement en z) :

(125)

L'objet décrit par le groupe de Poincaré possède donc a priori :

  • Une énergie E

  • Une impulsion P

  • Un tournoiement propre l

Le tournoiement c'est une masse, multipliée par une longueur, le tout multiplié par une vitesse. Ca a donc la dimension M L 2 T -1

de la constante de Planck h.

La méthode de

quantification géométrique

, développée par Souriau (voir Structure des Système Dynamiques, Dunod 1973) permet de montrer que ce tournoiement doit être proportionnel à :

(125b)

par valeurs demi-entières. C'est à dire soit l'unité (photon), soit 1/2 pour les autres particules comme l'électron, le proton, le neutron, les neutrinos, et leurs antiparticules.

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