如何理解「粒子是Poincare群的不可約表示」這句話?粒子和群表示之間是怎麼建立聯絡的?

時間 2021-09-09 01:55:45

1樓:北冥魚

這句話的正確理解是:粒子是平坦時空中的物理實體,但是因為在平坦時空具有poincare對稱性,所以可以被poincare群的表示分類。

2樓:C.Jie

物理態用希爾伯特空間中的乙個射線表示,因為態向量不是可觀測量,差乙個復相位e^iθ不會影響觀測結果和概率模,對應的可觀測量是希爾伯特空間上的自伴運算元!

Einstein的相對性原理告訴我們「慣性」參考係是相互等價的,不同慣性系的座標變換可以構成乙個群,即龐加萊群,包括3個旋轉,4個平移和3個洛倫茲boost。而物理定律在不同的慣性參考係中都必須一樣,也就是改變視角不會改變實驗結果,改變視角可以對應慣性參考係的乙個變換,而根據wigener定理,這個變換可以誘導出希爾伯特空間上的乙個酉算符U,這是因為只有酉算符才能保證態之間的內積不變,從而不改變躍遷機率!這樣龐加萊群的群元就可以通過誘導乙個酉算符,作用在態矢上,希爾伯特空間就成為了表示空間!

我們知道龐加萊群有一系列的子群,對應不同的對稱性,比如SO(3)代表旋轉對稱性,洛倫茲群的酉表示可以通過這些子群的誘導表示來實現,對應不同的對稱性,從而根據這些對稱性給單粒子態進行分類。

3樓:觀光鴨

1,單粒子態可以用Hilbert空間中的向量描述,Hilbert空間作為向量空間自然可以充當Lie群的表示空間。

2,不同慣性觀者之間有乙個變換(龐加萊群群元),相應他們觀測同到的乙個單粒子態之間也會有乙個變換(Hilbert空間上的表示)。這自然構成了乙個態矢空間上龐加萊群的表示。

3,單粒子態需要滿足狹義相對性原理,所以表示必須是酉表示。即:龐加萊群在Hilbert空間上有酉表示,單粒子態就是表示空間中的乙個元素。

說的緊湊一點就是題目問里的那句話。

最後,這個酉表示可以通過小群誘導表示來實現,進而給出單粒子態的分類。

這些基礎知識很多教材上都有,如有進一步需求可以找一本來查閱。

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