群与物理学中的伴随作用动量

autre

10

我所能说的只有:

  • 当我与“目标”之间的距离为

c

时。

  • 我以速度

v

移动并观察它。

  • 相对于该目标,我存在一个时间偏移

D t

。相对于我而言:

--- 我没有改变其质量 m。

--- 我赋予它一个动量 m

v

(动量)。

--- 我赋予它一个“位移” m [

c - v D

t ]

--- 以及一个“自旋”:

我们来具体说明这个自旋:

(118a)

(118b)

(118c)

或写作:

(118d)

我们可以将自旋矩阵

l

的三个独立分量视为一个矢量。这个矢量可表示为:

(119)

尽管我们尚未在我们的空间中定义矢量积(即未赋予其左右手性),但我们可以将其视为一个矢量积:

(120)

其中

v

倒写表示矢量积。我们看到,给出伴随作用在动量上的公式中,最后一行对应于:

(121)

公式121

l

是一个矩阵而非矢量(但在我们的记号中,粗体字母可表示矩阵或矢量,而斜体字母则表示标量)。

这个矢量积对物理学家而言,开始显得颇为熟悉:它就是

角动量

。

取一个粒子,我远离它

c

的距离,并以速度

v

绕行观察。这看起来就像反过来的情形:粒子远离一个静止的观察者,并以速度

v

运动。

(122)

剩下的“位移”项为

f

= m [

c - v D t ]

当简单地令

c = v D

t

时,该项为零,即把速度

v

与时空平移联系起来:

(123)

重新回到庞加莱群所给出的动量表达式,且在“位移”为零的坐标系中表示:

(124)

一个粒子,即在动量中做出的一个特定选择。通过坐标变换,我们可以消除“位移”项

f

,并将自旋

l

和动量

P

的分量简化为单一分量(沿 z 方向的运动):

(125)

因此,由庞加莱群描述的对象,原则上具有:

  • 能量 E

  • 动量 P

  • 自旋 l

自旋是质量乘以长度,再乘以速度,因此其量纲为 M L² T⁻¹,与普朗克常数 h 相同。

由 Souriau(见《动力系统结构》,Dunod,1973)发展出的

几何量子化方法

表明,这种自旋必须与以下量成正比:

(125b)

取半整数值。也就是说,要么为单位(光子),要么为 1/2,适用于其他粒子如电子、质子、中子、中微子及其反粒子。

返回子节“群与物理”