Почему группа Лоренца использует сложные генераторы в КТП? [дубликат]

В книгах Шварца и Пескина по КТП при попытке иметь дело с представлениями группы Лоренца авторы изучают представления алгебры Ли такой группы.

По определению, если С О ( 1 , 3 ) — группа Лоренца, алгебра Ли — с о ( 1 , 3 ) определяется как множество всех левоинвариантных векторных полей на С О ( 1 , 3 ) что, в свою очередь, эквивалентно касательному пространству в единице С О ( 1 , 3 ) .

Сейчас, С О ( 1 , 3 ) является реальным многообразием. Следовательно, его касательное пространство в начале координат является вещественным векторным пространством.

Во всяком случае, в книгах говорится, что в этой алгебре Ли есть элементы, называемые генераторами, определяемыми некоторыми комплексными матрицами. Дж я и К я такой, что любой элемент группы

Λ "=" опыт ( я θ я Дж я + я β я К я )

и такой, что

[ Дж я , Дж Дж ] "=" я ϵ я Дж к Дж к

[ К я , К Дж ] "=" я ϵ я Дж к Дж к

[ Дж я , К Дж ] "=" я ϵ я Дж к К к

Здесь что-то совсем не так. Есть два основных момента, которые я заметил:

  1. Как могут элементы с о ( 1 , 3 ) быть комплексными матрицами, если это реальное векторное пространство? Матрицы обязательно должны быть реальными. Разве что где-то спрятано усложнение, но в книгах это не разъясняется. Если это так, то где и почему используется комплексификация?

  2. Неверно, что все элементы группы можно восстановить возведением в степень, если я не ошибаюсь. Я действительно не очень хорошо это помню, но утверждение, что все элементы имеют такую ​​форму, кажется неверным. Кроме того, известное мне возведение в степень — это карта опыт : с о ( 1 , 3 ) С О ( 1 , 3 ) определяется

    опыт ( А ) "=" ф 1 Икс А ( е ) ,

    где Икс А - ассоциированное левоинвариантное векторное поле, ф т Икс А это его течение и е е С О ( 1 , 3 ) является личностью. Если я не ошибаюсь, эта экспоненциальная карта не сюръективна. На каком основании автор утверждает, что любой групповой элемент имеет такую ​​форму?

В заключение, как связать представленный автором подход физиков с обычной теорией групп Ли/алгебр Ли?

На ваш первый вопрос. Вы уверены, что говорите не о С л ( 2 , С ) представление группы Лоренца? Что касается вашего второго вопроса, экспонента отображает алгебру Ли на связный компонент идентичности. Верно для любой группы Ли.
@LucJ.Bourhis, авторы говорят, что это для С О ( 1 , 3 ) и это причина моего замешательства, поскольку алгебра Ли должна быть реальной. Полагаю, идет комплексификация, о которой авторы не говорят. Я просто не уверен, почему и как это используется для решения проблемы.
хорошо, просто хотел убедиться. См. ссылки, данные AccidentalFourierTransform, в качестве отправной точки.
Заметим, что экспоненциальное отображение не всегда сюръективно даже для связных групп Ли (именно для компактных связных). «На» в первом ответе Люка может дать некоторым людям неправильное представление о сюръективности (это распространенное заблуждение среди физиков, поскольку экспоненциальное отображение оказывается сюръективным для большинства, если не для всех даже некомпактных групп, используемых в физике).

Ответы (1)

Частичный ответ на (2): более точное утверждение состоит в том, что любой групповой элемент, непрерывно связанный с тождеством, может быть записан таким образом. Я почти уверен, что мы определяем «непрерывно связанный» таким образом, что предыдущее утверждение является тавтологией, но эй, это же физика!

Существуют важные групповые элементы, такие как P (четность) и T (обращение времени), которые нельзя записать в виде возведения в степень генераторов, и позже они будут играть большую роль в КТП.