旋量

✍ dations ◷ 2025-12-10 12:32:22 #旋量,群论,量子力学,量子场论

在数学几何学与物理中,旋量是复向量空间中的的元素。旋量乃自旋群的表象,类似于欧几里得空间中的向量以及更广义的张量,当欧几里得空间进行无限小旋转时,旋量做相应的线性转换。当如此一系列这样的小旋转组合成一定量的旋转时,这些旋量转换的次序会造成不同的组合旋转结果,与向量或张量的情形不同。当空间从0°开始,旋转了完整的一圈(360°),旋量发生了正负号变号(见图),这个特征即是旋量最大的特点。在一给定维度下,需要旋量才能完整地描述旋转,如此引入了额外数量的维度。

在闵可夫斯基空间的情形,也可以定义出相似的旋量,其中狭义相对论的洛伦兹转换扮演旋转的角色。旋量最先是由埃利·嘉当于1913年引入几何学。在1920年代,物理学家发现若要描述电子及其他亚原子粒子的内禀角动量或自旋,旋量为不可或缺的角色。旋量群为所有旋转相关的旋量所构成的群,其二重覆叠了旋转群,因为每个完整旋转结果皆有两种不同但等效的旋转方式。

一种特定的旋量是旋转群(李群SO(n,R))的投影表示中的元素,或更广义地说,是SO(p,q,R)群的投影表示中的元素。

旋量常被描述成“向量的平方根”,因为向量表示会出现在两个相同旋量表示的张量积。

旋量中最典型的是狄拉克旋量。

当前有两种架构可建构出旋量。

一者是表示论架构。正交群的李代数中,有一些群表示无法以寻常的张量来建构,这些群表示称之为旋量群表示(英语:Spin representation),组成成分即旋量。在此观点下,旋量属于旋转群的二重复叠的表示SO(, R);更广义的情形,其为度规记号(英语:metric signature)为(, )之空间中,广义特殊正交群的二重复叠SO+(, , R)。这些二重复叠为称作旋量群Spin()或Spin(, )的李群。

二者是几何架构。人们可以直接建构旋量,并检视相关李群操作下旋量的行为。此方法的优点是直观,但对旋量的复杂性质则难以处理,例子包括菲尔兹恒等式(英语:Fierz identity)。

埃利·嘉当于1913年提出旋量的最广义数学形式。“旋量”一词则是首先出现在保罗·埃伦费斯特的量子物理论文中。

1927年,沃尔夫冈·泡利将旋量应用至数学物理,当时他引入了自旋矩阵。隔年,保罗·狄拉克发现了相对论性的电子自旋理论,其中展示了旋量与洛伦兹群的关连。于1930年代,狄拉克、皮亚特·海恩以及玻尔研究所的其他研究者建立了Tangloids(英语:Tangloids)之类的玩具,作为旋量的教学以及旋量微积分的模型。

相关

  • CeS一硫化铈是铈的硫化物之一,化学式为CeS。一硫化铈可以通过三硫化二铈和二氢化铈的还原反应制得:一硫化铈对金属有着浸润(wetting)作用,它对除了铂以外的金属都比较稳定。它可以和
  • 3-戊醇3-戊醇(英语:3-Pentanol),IUPAC系统名戊-3-醇(Pentan-3-ol),是一种仲戊醇,由于没有手性碳原子,不存在对映异构。3-戊醇可由3-戊酮的催化加氢得到。
  • 公视+公视+是由台湾公广集团公共电视文化事业基金会推出的行动影音串流平台,前身为“公视+7”。可由智能手机、平板电脑透过浏览器线上收看。以下列出于公视+首播之节目。
  • 肾 (脏腑)中医传统上所指的肾,与现代医学及生物学中的肾脏大致上是指相近的构造,但是功能上并不完全对应。在脏象学说中,肾属五脏之一,属水,与膀胱互为表里。而且肾为水火之脏,含肾阴、肾阳
  • 六柱制六柱制是粤剧内有关行当的戏班制度。粤剧的行当原为“末”、“生”、“旦”、“净”、“丑”、“外”、“小”、“夫”、“贴”、“杂”的十大行当。因为戏班常常远赴外地表
  • 台风苏特 台风苏特(Typhoon Sudal),在菲律宾名为台风科斯梅(他加禄语:Bagyong Cosme),是约半个世纪来袭击
  • 罗伯特·皮里罗伯特·埃德温·皮里(Robert Edwin Peary,1856年5月6日-1920年2月20日),美国极地探险家、美国海军少将,曾多次探险格陵兰,并证明其为第一大岛。皮里出生于宾夕法尼亚州,1877年毕业
  • 体仁阁大学士体仁阁大学士,为清朝内阁大学士之一,正一品衔。掌管处理国家大政、赞诏命,釐宪典,议大礼大政等职责。乾隆十三年(1748年),清廷调整大学士设置,取消中和殿大学士,增设体仁阁大学士,以三
  • 蔡志忠蔡志忠(1948年2月2日-)是台湾的漫画家。出生于彰化县花坛乡。虽有从小受洗的天主教信仰家庭背景,蔡志忠却也是个佛像收藏家。
  • 黄欣 (小提琴手)黄欣(1978年9月5日-)是著名美国籍华裔小提琴家,前任休斯顿交响乐团的首席小提琴,现任纽约爱乐乐团首席。1978年出生于北京,七岁移居美国并学习小提琴。黄欣分别考入著名音乐学府克