Значение генераторов Лоренца

Я пытаюсь понять бесконечно малые преобразования Лоренца в квантовой теории поля. Я изучал некоторые теории Ли у математиков, но мне трудно концептуально приспособиться к тому, как алгебры Ли на самом деле используются в теоретической физике.

  1. Книга, которую я читаю, знакомит с эрмитовыми генераторами:

    л мю ν знак равно я ( Икс мю ν Икс ν мю )
    а затем использует их для выражения бесконечно малого преобразования Лоренца Λ ν мю . Проблема в том, что я склонен думать о символах с греческими индексами (например, Λ ν мю а также л мю ν ) как тензоры Лоренца, т.е. как матрицы, тогда как л мю ν кажется каким-то дифференциальным оператором, действующим на поля? Как мы можем записать тензор Λ ν мю с точки зрения этих л мю ν ?

  2. Далее в книге говорится, что л мю ν образуют алгебру Ли С О ( 3 , 1 ) и что наиболее общее представление этой алгебры Ли имеет вид:

    М мю ν знак равно л мю ν + С мю ν
    куда С мю ν являются эрмитовыми операторами и удовлетворяют тем же коммутационным соотношениям, что и л мю ν и ездить с ними. Однако меня учили думать об общем представлении алгебры Ли как о действующем в некотором произвольном гильбертовом пространстве. Итак, как я должен думать о С мю ν как тензор, и как имеет смысл добавить С мю ν к л мю ν ?

Λ ν мю знак равно опыт ( я 2 Ом α β [ Дж α β ] ν мю ) куда опыт является матричным экспоненциальным и Ом α β представляет собой набор из 6 параметров (антисимметричный тензор), описывающих конкретное преобразование Лоренца.
@SolenodonParadoxus Вы также должны определить [ Дж α β ] мю ν для более полного объяснения.
@SolenodonParadoxus На самом деле это не объяснение: так ( Дж α β ) мю ν все еще являются своего рода дифференциальными операторами, но Λ ν мю это какая-то матрица? Как опыт преобразовать между ними?

Ответы (1)

  1. The л мю ν являются инфинитезимальными генераторами преобразования Лоренца на пространстве полей/функций . Если вы хотите рассматривать их как операторы в гильбертовом пространстве, просто рассмотрите гильбертово пространство функций, интегрируемых с квадратом. Коммутаторы л мю ν являются коммутационными соотношениями алгебры Ли с о ( 1 , 3 ) , поэтому они образуют представление указанной алгебры.

    Греческие индексы на самом деле означают, что л мю ν является тензором Лоренца - просто проверьте, что происходит с ним при преобразовании Икс Λ Икс . Они на самом деле генерируют преобразования Лоренца в том смысле, что если вы просматриваете л мю ν как векторные поля в пространстве Минковского р 1 , 3 , то интегральные кривые этих векторных полей имеют вид Икс ( т ) знак равно Λ ( т ) Икс 0 , куда Λ ( т ) есть преобразование Лоренца, действующее на произвольную начальную точку Икс 0 интегральной кривой. Это также объясняется более подробно в статье Википедии об алгебре Ли группы Лоренца .

  2. Вы должны читать эту сумму как сумму тензорного произведения. У вас есть «естественное» представление л мю ν на пространстве функций, и теперь, в квантовой механике, вы можете дополнительно иметь «внутренние» спиновые степени свободы, например, спинорное поле, такое как спинорное поле Дирака. Затем вы берете свое пространство функций с действительным знаком Ф и спинорное пространство С 4 , где л воздействовать на Ф и действие алгебры Лоренца на С 4 дается С , и образуют объединенное пространство Ф С 4 спинорнозначных полей/функций. Тогда действие алгебры Лоренца на этом пространстве задается выражением л мю ν 1 + 1 С мю ν , который часто небрежно записывается как л + С .