Вывод неприводимых представлений группы Лоренца

Я пошел по пути классификации представлений групп Лоренца из Сексла, Урбантке, Относительности, групп и частиц (Нем. изд. 1975). Но я не понимаю этого, как я обрисовываю в следующем:

В вещественной алгебре Ли группы Лоренца справедливы следующие коммутационные соотношения: [ М мю , М ν ] "=" ϵ мю ν λ М λ , [ Н мю , Н ν ] "=" ϵ мю ν λ М λ и [ Н мю , Н ν ] "=" ϵ мю ν λ Н λ .

Бесконечно малый элемент группы Лоренца определяется выражением я д + α М + в Н , α и в (вектор вращения и вектор скорости, скорость света c=1) являются действительными параметрами. Если выбран другой базис М мю ± "=" 1 2 ( М мю ± я Н мю ) коммутационные соотношения переходят в следующие соотношения:

[ М мю ± , М ν ± ] "=" ϵ мю ν λ М λ ± , и [ М мю + , М ν ] "=" 0 .

Это алгебра Ли прямой суммы с о ( 3 ) с о ( 3 ) (или с ты ( 2 ) с ты ( 2 ) если хотите) или, следовательно, все неприводимые представления группы Лоренца задаются неприводимыми представлениями группы С О ( 3 ) × С О ( 3 ) . Моя проблема заключается в том, что для того, чтобы сделать этот аргумент, необходимо пройти через комплексные представления группы Лоренца, поскольку разложение алгебры Ли группы Лоренца работает только с комплексными числами. Теперь бесконечно малый элемент группы Лоренца определяется выражением я д + ( α я в ) М + ( α + я в ) М но теперь параметры сложные. Делая это таким образом, это не меняет сводимости представлений по Секслу, Урбантке.

На самом деле у меня есть контрпример: посмотрите на следующий пример группы Лоренца.

( Е 1 Е 2 Е 3 Б 1 Б 2 Б 3 ) "=" ( 1 0 0 0 0 0 0 γ 0 0 0 γ в 0 0 γ 0 γ в 0 γ 0 0 1 0 0 0 0 γ в 0 γ 0 0 γ в 0 0 0 γ ) "=" ( Е 1 Е 2 Е 3 Б 1 Б 2 Б 3 )

Это реальное неприводимое представление группы Лоренца. Однако если теперь рассматривать комплексные представления, то базис можно заменить на комплексный базис и в рамках этого базиса представление сводимо и распадается на 2 неприводимых комплексных представления:

( Е 1 + я Б 1 Е 2 + я Б 2 Е 3 + я Б 3 Е 1 я Б 1 Е 2 я Б 2 Е 3 я Б 3 ) "=" ( 1 0 0 0 0 0 0 γ я γ в 0 0 0 0 я γ в γ 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 γ я γ в 0 0 0 0 я γ в γ ) ( Е 1 + я Б 1 Е 2 + я Б 2 Е 3 + я Б 3 Е 1 я Б 1 Е 2 я Б 2 Е 3 я Б 3 )

С вещественными параметрами представление неприводимо, тогда как при использовании комплексных чисел оно приводимо. Это означает, что использование действительных или комплексных чисел меняет теорию представлений.

Поэтому я не могу понять, почему представления группы Лоренца могут быть (так легко) классифицированы в соответствии с данным аргументом.

Тем временем я узнал, что использование комплексных чисел в теории групп Ли довольно удобно, но в физике почти все группы Ли являются р е а л группы и р е а л представления должны быть классифицированы и поняты. Я надеюсь, что кто-то здесь имеет более глубокое понимание, чем я, и может объяснить это мне.

Ответы (1)

Итак, вы, кажется, наткнулись на унитарный трюк Вейля , который подтверждает маневры комплексификации, поэтому я не буду на нем останавливаться. Неунитарное приводимое представление 6dim, с которого вы начали, является присоединенным к этой группе . Но затем, усложняя, вы получаете 3dim самодвойственную форму s, вместе складывающуюся в эквивалентную форму кривизны rep.

Предположим, вы комплексно сопряжены со своим вторым выражением. Это меняет местами блок 1,2,3 с блоком 4,5,6 как в векторах, так и в матрицах. Сокращенная матрица 6x6 может быть преобразована в эквивалентную комплексно-сопряженную матрицу с помощью симметричной матрицы подобия, которая имеет трехмерные единичные матрицы в 2-диагональных подблоках 3x3 и 0 в диагональных блоках 2 3x3. (это явно соответствует тождеству).

Сравнивая со статьей WP , вы видите, что вы объединяете два 3dim иррепа в 6dim...

Отредактируйте , чтобы соответствовать действительной точке @ACuriousMind ниже. Действительно. Вы можете увидеть, что усложнение вряд ли имеет значение, если вы рассматриваете сложное преобразование подобия, преобразующее ваше 1-е выражение во 2-е, векторы и матрицы,

С "=" 1 2 ( 1 1 я 1 1 1 1 я 1 1 ) "=" ( С Т ) 1 ,
где 1 1 представляет собой единичную матрицу 3x3.

Группа Лоренца – это С О ( 1 , 3 ) , нет С U ( 2 ) С U ( 2 ) . Они отличаются друг от друга, потому что первый не компактен, а второй компактен. Правильное утверждение состоит в том, что комплексообразование о ( 1 , 3 ) является с л ( 2 , С ) с л ( 2 , С ) , ср. этот ответ от Qmechanic . Поскольку представления с л ( 2 , С ) эквивалентны представлениям с ты ( 2 ) , эта ошибка не имеет последствий для теории представлений и поэтому часто упускается из виду.
Спасибо, что наконец кто-то приложил некоторые усилия для ответа. Прежде всего, что такое «статья WP»? Во-вторых, как можно связать представление и его сопряженное преобразование подобия? Для меня оба разные, как и 2-Weylspinor ξ А трансформируется иначе, чем пунктирный 2-Weylspinor ψ А ˙ .
Прошу прощения, я не указал то, что казалось очевидным: статья в Википедии — это третья ссылка, подробно описывающая все эти представления. Мы говорим не о спинорах Вейля (дуплетах), а о векторах, то есть о повторениях (1,0) и (0,1). Эти два связаны именно преобразованием подобия, которое меняет местами верхние 3 с нижними тремя компонентами 6-вектора.
А именно, ( 0 1 1 1 1 0 ) , где 1 1 представляет собой единичную матрицу 3x3.
Извините, но ваша матрица только переупорядочивает компоненты вектора. Я не думаю, что такое представление, как (0, 1/2) или (0, 1) или подобное, эквивалентно его c.conjugate. Последнее потребуется, если Е + я Б "=" А ( Е + я Б ) и Е я Б "=" А * ( Е я Б ) , то выполняется преобразование подобия А * "=" С А С 1 . На данный момент я не вижу, что этот S существует.
На самом деле, я еще не видел вашу точку зрения. У меня 6мерное неприводимое повторение в реальном пространстве и по Секслу, Урбантке при усложнении сводимость повторений не меняется. Я усложняю, и теперь я могу разложить свое сложное повторение, которое все еще является 6-мерным, но теперь может быть сведено к 2 3-мерным повторениям (с другим названием), комбинация обоих 3-мерных повторений составляет 6-мерное. и в сложном пространстве, эквивалентном моему исходному, с которого я начал. Это противоречит тому, что сказали Sexl & Urbantke.
Это была моя точка зрения: 6-мерное повторение можно уменьшить, уже уменьшить, как в статье WP: ( 1 , 0 ) ( 0 , 1 ) . Форма кривизны согласно статье WP.