グループと物理におけるコアドジョイント作用と運動量

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我々はバーガマン群のモーメントの成分を書き下すことはしない。図式的に、バーガマン群のモーメントを次のように書く:

J B = { スカラー m 、および他のモーメントの成分 }

共随伴作用

は、モーメントの異なる成分がどのように変換するかを示す。しかし、この共随伴作用は次の簡単な関係から始まる:

(63)

バーガマン群のモーメントに対する共随伴作用は、質量を保存することから始まる。このようにして質量は純粋に幾何学的なステータスを持つ。

ポアンカレ群のモーメント空間 J p 上での共随伴作用の構成。

もしすでに完全に混乱しているなら、無視して構わない。これは普通のことで、ページが進むにつれてさらに難しくなるだろう。この段階では、この先の内容が誰に向けられているのか、私自身もよく分からない。理論物理学者や数学者に向けられているのは間違いなく、おそらくは配管工や金属屋には向いていない。しかし、グラン・エコールや物理の学士号を取得した学生が頑張れば理解できるだろう。それらはただの行列に過ぎない。

すべては、4×4行列の形式の群、つまりローレンツ群を構成する行列 L から始まる。

これらは行列 G から公理的に定義される:

(64)

次のように定義される:

(65)

t L G L = G

ここで L の転置行列が関与している。

行列 L は群をなす。

証明。

単位元は L = 1 である:

L1 と L2 を集合の2つの要素とし、その積 L1 L2 が群に属することを確認する。もしそうであれば:

t ( L1 L2 ) G L1 L2 = G

しかし、

t ( A B ) = t B t A

であるから、

t ( L1 L2 ) G L1 L2 = t L2 t L1 G L1 L2 = t L2 ( t L1 G L1 ) L2 = t L2 G L2

次に行列 L の逆行列を求める。L の定義から:

t L G L = G

右から L-1 を掛ける:

t L G L L-1 = G L-1 ⇒ t L G = G L-1

左から G を掛ける:

G t L G = G G L-1 ⇒ G t L G = L-1

したがって、L の逆行列は:

L-1 = G t L G

つまり、

(66)

時空ベクトル。行列 G はミンコフスキー計量から来て、これは c = 1 として次のように書ける:

(67)

練習問題:逆行列が次の式を満たすことを示せ:

(68)

次に、時空並進ベクトルを導入する:

(69)

これにより、ポアンカレ群の元 g p を作る:

(70)

練習問題:これが群をなすことを示し、逆行列を計算せよ:

(71)

以下は「群の接ベクトル、つまりその「リー代数」の要素」:

(72)

これにより、反作用を計算する:

(73)

d g p ' = g p -1 x d g p x g p

計算の便宜上、次のことに注意する:

(74)

G d L は反対称行列である。これを次のように呼ぶ:

(75)

したがって、

(76)

次のように置く:

(77)

この資料を使って反作用を構成する:

(78)

d g p ' = g p -1 x d g p x g p

すべての計算を終えた後、次の写像を得る:

(79)

もし単なる行列計算のこの部分を飛ばしたいなら、式 (80) を参照せよ、下ページ参照

(79a)

(79b)

これにより、反作用の成分は:

(79c)

しかし、

(79d)

したがって、

(79e)

しかし GG = 1 なので、

(79f)

これにより、次の写像が得られる:

(79g)

これは求めている反作用であり、写像:

(80)

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