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スピンを持つ粒子。
...ポアンカレ群は、点状物体の相対論的運動を記述する。同様に、バルクマン群は非相対論的運動を記述する。運動量の成分は純粋に幾何学的な量として現れる。それは物理学の幾何学化である。
物理学者はエネルギーEと運動量ベクトルpには慣れ親しんでいる。しかし、他の二つの対象、すなわち「通過」fとスピンベクトルlには少し当惑するかもしれない。運動量の成分の形は座標の選択に依存する。
...各力学群はそれ自身の運動量空間と、この運動量空間への余随伴作用を持つ。もし最初に相対論的世界(ポアンカレ群)を選ぶ代わりに非相対論的世界を選んでいたなら、バルクマン群を参照しなければならなかっただろう。計算の詳細については群に関する私の講義を参照されたい。
バルクマン群はガリレオ群の非自明な拡張である:
(272)

読者が見て取れるように、この群は五次元空間に作用する:
r:空間
t:時間
z:追加変数。
...追加変数、あるいは複数の追加変数に関するこれらの問題は、さらに先で扱う。このサイトでは、ポアンカレ群の余随伴作用の完全な計算が上に与えられている。バルクマン群のその運動量への余随伴作用の計算も導出できよう。逆説的だが、非相対論的世界における計算は、相対論的世界におけるそれよりもいくらか複雑である。
結果は次のとおりである:
(273)

物理学者は速度のようないくつかの馴染み深い対象を識別する:
(274)

そして運動エネルギー:
(275)

mvは運動量である。
何に対する速度か?
群は運動のパラメータを変え、粒子に速度vと運動エネルギーEを与える。
我々は逆の解釈を選び、群を何か、すなわち粒子に対する特異な視点と見なすこともできる。
群SO(3)、行列aを考えるなら、それは「別の角度から見た」ことを意味する。
群O(3)、行列aを考えるなら、それは「鏡を通して」その「もの」を観察する可能性を加える。
並進ベクトル
(276)

ユークリッド群のそれは「別の場所から見た」を加える。
力学群において、群の中に速度vが存在することは、観測者が動いていることを意味する。
時間並進e = Dtは、観測者が何らかの遅延の後にそのものを見ることを意味する。
並進ベクトルDrと時間遅延Dtは、時空並進ベクトルにまとめることができる:
(277)

式を見よ、バルクマン群から、我々は次を見る:
m' = m
視点が何であれ、質量は不変である。
この「視点」を少し単純化し、a = 1を選ぼう。
余随伴作用は次のようになる:
(278)

...余随伴作用は運動のパラメータの変化を示す。定常状態から非定常状態へ移行すると考えるなら、初期条件は次に対応する:
E = 0(ゼロエネルギー)
p = 0(ゼロ運動量、ゼロ速度)
「通過」f = 0
そのとき余随伴作用は次を与える:
(279)

「考える」はその語源的な意味で読まれなければならない。
執行官は言う:
- 調査と目録の作成。
...物事の静的(v = 0)な視像は、ユークリッド群に対応する。執行官は距離cで物事を観察する。彼は事実が起こる時刻にそれらを観察する(Dt = 0)。場合によっては彼はある角度から見る(aは1と異なる)。
...将軍が戦場の上空を飛行機で飛び回るのは、ある種の執行官であり、動く視点から(速度vで巡航する飛行機から)物事を観察する。
...しかし、司令部にいる将軍が、数時間前に無人機、ドローンによって撮影された映画を見て言う:
- 標的を、一時間前の状態で(非ゼロのDt)、動く観測点から(非ゼロのv)、五千フィートの高度から(非ゼロのc)、速度vで巡航し、ある角度を通して(aは1と異なる)撮影したと考慮せよ。
...標的は、たとえそれが「固定」建造物と想定されていても、定義された速度も位置も向きも持たない。すべては相対的である。地球でさえ、太陽でさえ、我々の銀河でさえ宇宙を移動する。
...地球の「北極」は太陽の「北極」とは23°異なり、歳差運動により時間とともに(26,000年で)変化する。太陽が示す北(それ自身の回転軸)は、我々の銀河、天の川が示す北ではなく、銀河はそれ自身の回転運動を持つ(90°の隔たり)。銀河でさえ時速三百マイルで動く。何に対して?他のものに対して。我々が言えるのはそれだけである。
群は二つの異なる視点に対応する。
...もし私が対象を定常で、空間と時間に固定され、回転運動を持たないと考えるなら、私が言えるのは次のことだけである:
- もし私が距離cだけ離れるなら。
- もし私が速度vで巡航しながらそのものを見るなら。
- もしこのものから来る情報が時間遅延Dtで私に届くなら。
私に対して:
---> 対象の質量は変更されない。
----> 私は対象に運動量mvを与え、それを見かけのものと見なす。
-----> 対象は「通過」f = m [ c - v Dt ]を得る
----> それはスピンを得る
(279b)

より明示的に書けば:
(280)

(281)

(282)

あるいは:
(283)

スピン行列lの三つの独立成分をベクトルの成分と見なすことができる:
(283b)

...我々の空間ではベクトル積が定義されていない、すなわち空間に左右の向きを与えていないにもかかわらず、最後の式をベクトル積と見なすことができる。
(284)

...逆さのvはベクトル積を示す。余随伴作用を与える式の最後の行が次に対応することがわかる:
(285)

lは行列であり、ベクトルではない。しかし、選ばれた記法に従えば、太字は行列またはベクトルを区別なく示す。
このベクトルは物理学者にとって馴染み深い何か、すなわち力学的運動量に似て見え始める。
