群与物理的伴随作用动量

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

  • 本文探讨了物理学中群与余伴随作用的概念,特别是与动量和粒子自旋相关的方面。
  • 它解释了索里亚u的几何量子化如何帮助理解自旋作为粒子的不变特性。
  • 本文还提及五维空间及对称变换,如P对称性,这些与粒子的性质相关。

群与物理的伴随作用动量

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应用于上述内容:

(197)

方程 197

这里使用了显而易见的性质:一个矩阵的转置的转置等于原矩阵。

因此,总体上:

(198)

方程 198

如果我取一个非零质量的粒子,我总可以认为自己是从静止与非静止状态的知识之树上摘取了它,并且其动量为零。

我已发现,通过选择一个“随粒子运动而移动”的参考系,我也可以使这一过程的变换被消除。

(199)

方程 199

我无法取一个静止能量为零的粒子,这在物理上毫无意义。但我也知道,或应当知道,即使在假设的静止状态下,一个粒子也不可能没有自旋(旋转)。此外,这种自旋,或称“自旋矢量 s”,始终存在,且其模长 s 是不变的,甚至成为粒子的一个特征。它等于约化普朗克常数 h/2π 的半整数倍。这也是索里欧(Souriau)所发明的“几何量子化”的结果。

依然来自几何……

这些“属性”比之前提到的非相对论性属性更令人困惑一些。

但必须指出,这种“几何量子化”同样适用于非相对论世界(巴格曼群),它对自旋、单个角动量、涡度,无论你如何称呼它,都进行量子化。无论是粒子、质点、还是由群所描述的任何实体,其方向可以改变,但:别动我的模长 s

这一切都通过一个额外变量 z 实现,某些理论家和数学家将其视为“计算中间量”。

尽管如此,在这个五维空间:z, x, y, z, t 中,

我们进行移动和变换。

有些变换毫无问题,例如:
x → -x
y → -y
z → -z

这对应于 P-对称性。若将此对称性应用于一个由多个关联点组成的系统,结构将被转化为其对映体,即镜像。但对于孤立粒子而言,这仅意味着“另一种运动”。

继续停留在五维空间中,我们已发现某些属性被分离出来。

在非相对论情形下:

  • 质量 m
  • 能量 E

在相对论情形下:

  • Em 融合为一个整体。

它们都是简单的标量。数学家会说,它们可正可负。这只是在特定动量空间中所做的选择,而该空间依赖于 n 个参数(n 等于群的维度)。在与庞加莱群(非扩展)相关的动量空间中:

(200) Jp = { E, p, M }

这些参数原则上可以取任意正值或负值。

J 为定义动量的一组参数。J 即为动量空间。在此空间中,我们应能区分两个区域:

(201)

方程 201

群“覆盖”这一空间,并实现各种变换。它包含能够将一种“运动”转化为另一种“运动”的元素。正如索里欧所说:
动量如同运动的影子,始终跟随其后。