Триплетные состояния, состояния Дике и симметричные состояния со спином 1

Хорошо известно, что при добавлении двух частиц со спином 1/2 основу составной системы можно записать в терминах спиновых синглетных и триплетных состояний. Эти состояния имеют четко определенную симметрию относительно обмена частицами: синглет полностью антисимметричен, а триплет полностью симметричен. Та же идея может быть обобщена на более чем две частицы со спином 1/2 (например, добавление 3 электронных спинов для 3 и 4), где полностью симметричные состояния обычно называются состояниями Дике. Дике государства являются состояниями | С , м , такой, что С 2 | С , м "=" С ( С + 1 ) | С , м , и С г | С , м "=" м | С , м . Здесь симметрия требует С "=" Н / 2 где Н - число рассматриваемых частиц со спином 1/2. Когда Н "=" 2 , | 1 , 1 , | 1 , 0 , | 1 , + 1 являются триплетными состояниями.

Вопрос : как это обобщается на спин-1? Во-первых, если у меня есть два спина-1, как мне записать базис с четко определенной симметрией (аналогично синглету/триплету для спина-1/2)? Как это обобщается на три или более частиц со спином 1? Я знаю, что SU(3) имеет 8 генераторов (а не только С Икс , у , г ), поэтому я полагаю, что мне нужно еще одно квантовое число, чтобы охарактеризовать полностью симметричные состояния относительно всего лишь С , м .

Я ценю любую помощь и разъяснения.

Ответы (1)

Это не так легко обобщить, хотя есть и частные случаи.

Если вы смотрите на н -кратная связь фундаментального представления любого С U ( н ) группы, вы можете использовать двойственность Шура-Вейля и немедленно вывести симметрию результирующих состояний из симметрии двойственного представления симметрической группы. Для С U ( 2 ) см. этот связанный ответ на этот вопрос .

При соединении любых двух одинаковых угловых моментов симметрия перестановки может быть выведена из симметрии соответствующего коэффициента Клебша-Гордана :

С 1 м 1 ; 2 м 2 л М "=" ( 1 ) 1 + 2 л С 2 м 2 ; 1 м 1 л М
Таким образом, в вашем примере соединение двух 1 "=" 2 "=" состояния углового момента будут симметричными, если 2 л четно и антисимметрично, если 2 л странно. Это относится к любому значению .

Стратегия применима для любых двух повторений чего-либо, но CG не так легко доступны, так что это непрактичный путь.

Для соединения нескольких "=" 1 состояний, можно использовать трюк Шур-Вейля, потому что "=" 1 состояния являются основой для фундаментального представления ( 1 , 0 ) (или 3 ) из С U ( 3 ) . Тогда двойная связь даст С U ( 3 ) невозврат ( 2 , 0 ) ( 0 , 1 ) и правила ветвления дают

( 2 , 0 ) л "=" 2 л "=" 0 , ( 0 , 1 ) л "=" 1
Таким образом, государства в ( 2 , 0 ) симметричны и находятся в ( 0 , 1 ) антисимметричный. Правила ветвления были первоначально выведены Эллиоттом для ядерной с ты ( 3 ) модель. Это выглядит как

Эллиотт, Дж. П., 1958. Коллективное движение в модели ядерной оболочки. I. Схемы классификации состояний смешанных конфигураций. Труды Лондонского королевского общества. Серия А. Математические и физические науки, 245(1240), стр.128-145.

имеет дело с этим, но, оглядываясь назад на статью Фила Эллиотта той эпохи, вы, безусловно, найдете то, что ищете.

Таким же образом можно продолжить и для частиц, что дает

( 3 , 0 ) ( 1 , 1 ) ( 1 , 1 ) ( 0 , 0 )
с ( 3 , 0 ) л "=" 3 л "=" 1 симметричная часть, ( 0 , 0 ) л "=" 0 полностью антисимметричны, и обе копии ( 1 , 1 ) л "=" 2 л "=" 1 смешанной симметрии.

В общем случае разложение этих типов на иррепы конкретных симметрий требует понятия плетизма и функций Шура. Разумный обзор сделок с некоторыми аспектами этого

Роу, Д.Дж., Карвальо, М.Дж. и Репка, Дж., 2012. Двойное спаривание симметрии и динамических групп в физике. Обзоры современной физики, 84 (2), стр. 711.

Основная идея состоит в том, чтобы использовать правило подстановки в функциях Шура для большей группы, чтобы можно было использовать двойственность Шура-Вейля. Пример разложения нескольких копий "=" 1 состояний путем перехода к множественным копиям основных С U ( 3 ) является примером такого типа процедуры. Этот механизм требует расширения (обычно довольно длинного) многочлена, и его нелегко сделать вручную.