群和物理共轭作用动量

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顺便提一下,给儿童提供的系统并非没有缺陷。只有当提供的物体是游戏本身附带的物体时,这个系统才能正常运作。请注意,“圆柱体”部分可以放入相同半径但不同长度的圆柱体,以及回形针、奶嘴、衣柜钥匙等。

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逻辑上,儿童通过这种群体学习,可以推断出衣柜钥匙和圆柱体是同一类物体。这是真的,因为这些物体具有共同的属性:“能从那个孔中插入”。

我女儿小时候曾进行过非常有趣的实验,她使用电脑的读卡器入口作为输入窗口和筛选器。在完全拆卸并停用后,才重新理解她的思路,这其实是很合理的。如今,她仍然对群体很感兴趣。但这些群体已经不同了,这些选择我不太喜欢。

回到我们之前提到的那个孩子。几个月后,你将引导他认识伽利略群,通过扔给他一些物体并鼓励他去抓。这时物体的形状不再重要,重要的是它们的运动。我们换了一个群。对于婴儿来说,一个足够小的物体可以被他抓住,就等同于它的质心。它是一个“质点”或“质点物质”。伽利略群处理的是“质点的运动”。

此时的分类是根据运动的类型进行的。

  • 这个我可以抓住。

  • 这个我不能抓住。

婴儿凭直觉评估初始条件,位置和速度矢量,必须识别所面对的运动类型,并进行预测。

长大后,他可能会打网球,一直使用伽利略群,就像欧几里得群一样,是一个方阵。由于网球的速度明显低于光速,他不需要使用庞加莱群(另一个方阵,处理质点的相对论运动)。

这样,由伽利略群管理的质点不再属于欧几里得群的点,它们具有不同的属性。

数学物理专家使用伽利略群时,不再谈论质点,而是谈论运动。他要分类的是运动。这时会遇到基本粒子物理的一个本质方面:试图为其建立现象学描述:

告诉我你的运动方式,我就告诉你你是谁。

不再关注“一个粒子由什么组成”,而是关注它如何表现。因此,中性粒子和带电粒子的行为不同。它们属于不同的种类,具有不同的属性。

我们之前提到的婴儿,长大后成为高能物理学家,可能会每天检查气泡室拍摄的图像。

图像通过气泡室拍摄(Schem..)

左边的图像:一个质子、一个中子和一个电子穿过气泡室的场。气泡室受到垂直于图面的磁场作用。中子没有电荷,因此不受影响,它直线前进。带电粒子的回旋半径(洛伦兹半径)非常不同。轻的电子在垂直于其轨迹方向的磁场中回旋得比重的质子更剧烈。它们的回旋方向也相反。

在磁场中的一组运动,由……管理。

但这个群还不存在。如果你找到了它,你会让很多人高兴。

不管怎样,我们的这位科学家在检查他的图像时,会发现属于不同运动集合的轨迹。

  • 这个一直直线前进,是中子。

  • 这个缓慢地向右转,是质子。

  • 这个迅速向左转,是电子。

右边的图像:一个电子和一个反电子,它们从同一辐射(虚线)中产生,轨迹对称,表明它们具有相反的电荷。

行为分类,作为运动的集合。

动量。

这个纯粹的几何对象可以被视为一组属性。暂且不考虑带电粒子,稍后再回来讨论。一个“相对论质点”具有根据数学家让-玛丽·苏利亚乌(数学物理领域的领袖)称为“与庞加莱群相关的动量”的属性。

相对论质点的属性包括:

  • 能量 E

  • 动量

p

  • 自旋

l(与自旋相关)

  • 通过

f

“动量”表示为:J = { E,

p

,

l

,

f }

顺便提一下:

因此,此后我们习惯用细体字母表示标量,用粗体字母表示非标量(方阵、行矩阵、列矩阵)。

说明:因此,我们可以用这些细体或粗体字母进行所有行列矩阵乘法,这非常方便。举个例子,二维欧几里得群元素的作用可以写成:

引入:

我们将得到更紧凑的写法:

g

现在呈现为一个矩阵,它由子矩阵组成:

  • a 是一个 (2,2) 的方阵。

  • c 是一个 (2,1) 的列向量(平移向量)。

  • 0 是一个 (1,2) 的行向量:

一般来说,粗体的 0 可以是行向量或列向量。

因此,作用可以写成:

考虑到

a r

表示

a x r

(但最终会忽略矩阵乘法的符号)。

备注结束,回到动量主题。回到相对论质点的动量表达式。J = { E,

p

,

l

,

f }

E 是一个标量(能量)。

p

是动量矢量。

l

和

f

(粗体字母)是其他矢量(lx,ly,lz)和(fx,fy,fz):即“自旋”和“通过”。

在我们将在本子网站 Geometrical Physics B(动态群的物理)中展示的个人工作中,问题正是要从更丰富的动量中(电荷:电荷、重子数、轻子数、陶子数和回磁系数)浮现其他“属性”。

苏利亚乌在20世纪70年代构建了一种方法,从管理它的群(在相对论中是庞加莱群)中显现质点动量的成分。参见著作:

《动态系统的结构》Dunod 1973

强烈推荐阿司匹林。

如果没有相当广泛的数学工具,就很难继续深入。也许以后在网站上,如果有爱好者,会以“你所知道的一切……”的风格进行。