Хорошо ли определены операторы симметрии в контексте группы проективной симметрии (PSG)?

Рассмотрим подход Швингера-фермиона С я "=" 1 2 ф я о ф я крутить- 1 2 система на двумерных решетках. Как сказал профессор Вен в своей основополагающей статье о PSG , расширенное гильбертово пространство и калибровочная избыточность усложняют наш анализ симметрии.

Теперь возьмем в качестве примера трансляционную симметрию. Унитарный оператор трансляционной симметрии Д определяется как Д ψ я Д 1 "=" ψ я + а , где ψ я "=" ( ф я , ф я ) Т и а — вектор решетки. Как известно, преобразование ψ я ψ я ~ "=" г я ψ я ( г я е С U ( 2 ) ) не меняет спиновые операторы и проективный оператор п "=" я ( 2 н ^ я н ^ я 2 ) (Обратите внимание здесь п я ( 1 н ^ я н ^ я ) ). Точно так же в новой основе ψ я ~ , мы можем определить другой оператор трансляционной симметрии Д ~ как: Д ~ ψ ~ я Д ~ 1 "=" ψ ~ я + а . Но Д ψ ~ я Д 1 "=" г я ψ я + а ψ ~ я + а , Который означает, что Д ~ Д , операторы трансляции зависят от выбранного нами «фермионного базиса» . Означает ли это, что операторы перевода нефизичны?

Но операторы перевода должны быть физическими, поэтому они эквивалентны в физическом подпространстве, скажем, для любого физического спинового состояния. ф "=" п ф , делает Д ~ ф "=" Д ф ? Если это правда, то как это доказать?

Заранее спасибо.

Пожалуйста, дайте ссылку на бесплатную статью arxiv

Ответы (1)

К счастью, я только что обнаружил, что теперь могу сам ответить на этот вопрос, и ответ «Да», базисно-зависимые операторы симметрии становятся одинаковыми в физическом подпространстве, вот доказательство (обозначения, используемые здесь, такие же, как и те, что в двух головоломках о группе проективной симметрии (PSG)? ):

Позволять А быть оператором симметрии (например, решеточная трансляция, симметрия вращения и четности, а также симметрия обращения времени). Прежде всего, А должно иметь смысл в физическом подпространстве в том смысле, что если ф является физическим состоянием, то А ф также должно быть физическим состоянием, это верно из-за того, что [ п , А ] "=" 0 . Во-вторых, после поворота датчика ψ я ψ я ~ "=" р ψ я р 1 "=" г я ψ я , оператор симметрии А определено в ψ я основа изменится на А ~ "=" р А р 1 определено в ψ я ~ основе, теперь используйте тождество п р "=" р п "=" п в двух головоломках о группе проективной симметрии (ПСГ)? , легко показать, что А ~ п "=" А п , а значит, и для любого физического состояния ф , у нас есть А ~ ф "=" А ф , что означает, что оператор симметрии А корректно определено в физическом подпространстве.

Обратите внимание, что р местный С U ( 2 ) калибровочное вращение вместо вращения спина , и в приведенном выше доказательстве мы использовали [ п , А ] "=" [ п , А ~ ] "=" 0 .

Замечание: оператор симметрии спин-вращения немного особенный в том смысле, что он не зависит от базиса (это очевидно из-за калибровочной структуры SU (2) представления Швингера-фермиона).