群与物理学的伴随作用动量

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

  • 文本讨论了庞加莱群及其与洛伦兹群的关系,特别强调了正能和负能运动。
  • 它解释了物理学家为何专注于正常粒子,以及为何使用正则子群来避免负能量带来的问题。
  • 文本描述了动量空间,以及粒子如何被分类为不同种类,通过共轭作用可在不同运动状态之间转换。

不同运动。

如上所述,完整的庞加莱群因与四分量群——洛伦兹群——的密切关系而染上了疾病。因此它由两部分组成:正时序子群 $ G_0 $ 和反时序集合 $ G_{at} $(后者本身不是一个群)。因此,完整的运动舞台如下:

(208)

方程 208

在对应于能量为负的运动所处的运动空间中的“动量的动量”空间 J 中:

(209)

方程 209

正是这些运动让物理学家极为困扰。当两个粒子在相同空间相遇,一个具有正能量,另一个具有负能量时,结果就是——一无所有。

在陷入如此棘手的问题之前,我们是否可以先专注于科卢什所说的“正常”粒子?

好。我们照苏里奥的做法:

  • 去除群的反时序部分,仅保留正时序子群。
  • 去除动量空间中与负能量和负质量的物质点相关的部分。

(210)

方程 210

虽然舞台被限制了,但问题也随之消失了。

J⁺ 应代表与正能量运动相关的动量。

反之,J⁻ 则代表与能量 $ E < 0 $ 运动相关的动量。

我从正时序子群 $ G_0 $ 中选取一个元素 g。它引起运动的变化。象征性的点在动量空间中跳跃,但始终没有问题。

(211)

方程 211

左边我举了同一个粒子的两种不同运动为例。

粒子种类即为“动量种类”。在这个动量空间 J 中,我可以区分出对应不同种类的区域。下图中我们仅限于两种粒子种类,这对应于一条直线边界,将半圆分成两部分:

(212)

方程 212

在与正能量运动相关的动量子空间 J⁺ 中,我标出了两个代表同一类粒子的点。例如,这两个点可以代表电子的两种不同运动。

我画了一条箭头(共轭作用),表示可以连续地从一种运动过渡到另一种。

然而,如果我的点选在动量子空间的不同区域,分别对应于两种不同种类的粒子(例如电子和质子),那么将不存在群中的元素,也不存在共轭作用,能够实现从一种运动到另一种的转换。这正是前面所提到的情况。

(213)