| 22 |
永磁体。
……如果我们把一块铁放入强磁场中,当这个感应磁场被切断后,这种金属将保持永久磁化。为什么?
……磁场作用于电子自旋,电子自旋的行为就像微型磁偶极子、微型磁体。但为什么在感应磁场被切断后,它们仍保持由感应场强加的取向?
……因为电子就像帕努尔日的羊。每一只都跟随其邻居产生的场。于是它们全都保持彼此平行。如果对金属加热或锤击,这种秩序可以被破坏。
反物质的磁矩。
……在狄拉克反物质中,电荷共轭反转了旋磁系数。于是自旋s保持不变,但它反转了粒子的磁矩。
注意,这种物质—反物质对称性不改变能量E,也不改变粒子的冲量p。
洛伦兹群的四个分量。
上文我们展示了所谓的“PT群”,一个支配P、T和PT对称性的四分量群。
(300)

然后展示了“空间和时间定向”的伽利略群。
(301)

然后展示了完整的四分量伽利略群。
(302)

以及P、T和PT对称性。
洛伦兹群元素(4,4)L服从公理化定义:
(303)

(304)

L作用于时空:
(305)

像完整的伽利略群一样,完整的洛伦兹群有四个分量:
Ln元素:保持空间和时间取向不变。
Ls元素:实现空间反演(P对称性)
Lt元素:实现时间反演(T对称性)
Lst元素:实现空间和时间反演(PT对称性)
给出属于这四个分量的矩阵示例:
(306)

An = 1(中性元素)
Ln保持空间和时间不变
As
Ls反转空间。
At
Lt反转时间。
Ast
Lst反转空间和时间。
中性分量是完整洛伦兹群的子群。
备注:
(307)
At = - As
Ast = - An
两个分量构成一个子群:
(308)
Lo = Ln U Ls
其元素不反转时间。苏里奥称之为完整洛伦兹群L的正时子群Lo。群的其余部分,即属于第三和第四分量的矩阵集合:
Lac = Lt U Lst
不构成群,而是一个矩阵集合,苏里奥称之为反时集合。于是完整洛伦兹群是(U表示“并”):
(309)
L = Lo U Lac
但是,写作
(310)
m Lo,其中m = ± 1
我们就得到了完整的群。
庞加莱群的四个分量。
由洛伦兹群可以构造庞加莱群:
(311)

C是时空平移向量:
(312)

……完整的庞加莱群拥有四个分量,这是由于洛伦兹群的四个分量结构。在经典物理学中,庞加莱群被限制在其中性分量。
……在前面的章节中,我们已经构造了群在其动量空间上的余伴随作用,该作用“一般地”成立,无论选择哪个分量。下面我们考察不同分量下的作用。这此前已由J.M.苏里奥完成:
Souriau, Structure des Systèmes Dynamiques, Dunod 1973, 法文版, 以及Birkhauser Ed. 1997, 英文版, 第三章, 第197页, 在一节题为:空间和时间的反演。
