Представительства Lorentz Group

Я был бы признателен, если бы кто-нибудь мог проверить правильность моего изложения здесь, а затем рискнуть ответить на вопрос в конце!

С О ( 3 ) имеет фундаментальное представление (спин-1) и представления тензорного произведения (спин- н за н е Z ) .

С О ( 3 ) имеет универсальную покрывающую группу С U ( 2 ) . Фундаментальное представление С U ( 2 ) и его представления тензорного произведения спускаются к проективным представлениям С О ( 3 ) . Мы называем эти представления спиновыми представлениями С О ( 3 ) (вращение- н / 2 за н е Z ).

Комплексное векторное пространство С 2 имеет элементы, называемые спинорами, которые трансформируются при вращении р по словам соответствующего представителя Д ( р ) . Естественное обобщение спинора называется псевдотензором и живет в пространстве тензорных произведений.

Мы можем повторить анализ для собственной ортохронной группы Лоренца л + . Мы находим, что универсальная накрывающая группа С л ( 2 , С ) и мы получаем два неэквивалентных спин- 1 / 2 проективные представления л + , а именно фундаментальное и сопряженное представления С л ( 2 , С ) .

Теперь, когда мы переходим к полной группе Лоренца, проективные представления каким-то образом исчезают и становятся настоящими представлениями. Почему, морально и математически, это так? Если можно дать ответ, не прибегая к алгебре Ли, а просто работая с представлениями группы, я был бы рад!

Спасибо заранее.

Ответы (1)

Теперь, когда мы переходим к полной группе Лоренца, проективные представления каким-то образом исчезают и становятся настоящими представлениями.

Я не думаю, что это правда. Некоторые, но не все спинорные представления собственной ортохронной группы Лоренца распространяются на представления полной группы Лоренца; вы просто добавляете обращение четности и обращение времени. Но новые представления по-прежнему проективны.

Вы правы: у группы Лоренца есть проективные представления. Полный аргумент приведен в Weinberg I ch. 2.7: если группа не имеет проективных представителей, то (1) ее алгебра Ли не должна иметь центрального заряда (зарядов) и (2) группа должна быть односвязной. (1) подходит для группы Лоренца, но (2) нет: группа изоморфна С л ( 2 , С ) / Z 2 , который не просто связан. Однако «фаза», появляющаяся при групповом умножении, может быть только ± 1 (если рассматриваемое состояние является бозоном/фермионом), и между ними не может быть никакого смешения.
@ user1504 - Большое спасибо! Значит, когда люди говорят о полуспиновых представлениях полной группы Лоренца, они на самом деле имеют в виду проективные представления? Возможно, это потому, что я имею математическое образование, но мне не нравится, когда люди говорят о «представлении», где Д ( я ) я !
@EdwardHughes: Да, верно. Проективные повторения грамм являются представителями универсальной обложки грамм . На самом деле они не являются представлениями грамм . Но в квантовой механике, поскольку нам не нужны никакие константы, умножающие состояние, симметрии могут быть реализованы как проективные представления.
@ user1504: неосторожно говорить, что нас не волнуют константы, умножающие состояние, поскольку обычно в QM фазы имеют значение. В данном случае нас это не волнует, потому что по унитарности фаза не может зависеть от рассматриваемого состояния, поэтому вы не можете измерить ее даже в суперпозициях.
@Vibert Итак, статья в Википедии здесь неверна, и тогда следует говорить о проективном представлении везде, где говорится о представлении?
@ user1504: <Проективные повторения G — это повторения универсального покрытия G>. На самом деле фундаментальные теоремы Баргмана утверждают, что проективное представление группы Ли можно поднять до подлинного векторного представления нетривиального центрального расширения ее универсальной накрывающей группы. Центральные расширения группы вращений в 3D, группы Лоренца в 1+3, группы Пуанкаре в 1+3 тривиальны в том смысле, что они имеют изоморфные алгебры Ли (см. рассуждение в т.1 Вайнберга).