旋量

✍ dations ◷ 2025-12-09 12:14:04 #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

  • 氢氧化钠氢氧化钠,又称烧碱和苛性钠(sodium hydroxide;lye and caustic soda),化学式为NaOH,是一种具有高腐蚀性的强碱,一般为白色片状或颗粒,能溶于水生成碱性溶液,另也能溶解于甲醇及乙醇。
  • 无机无机化学是研究无机化合物的化学分支学科。通常,无机化合物与有机化合物相对,指不含C-H键的化合物,因此一氧化碳、二氧化碳、二硫化碳、氰化物、硫氰酸盐、碳酸及碳酸盐等都属
  • 玛丽亚·雷沙玛丽亚·安洁莉塔·雷沙(Maria Angelita Ressa,1963年10月2日-)是菲律宾记者,曾担任CNN东南亚首席调查记者。2013年创办新闻网站《拉普勒》(Rappler),2018年度选为时代杂志年度风云
  • 阳光16法则阳光16法则(也称阳光16定律)是摄影术中不借助电子测光表来估计照相机的光圈大小和快门长短的法则。阳光16的基本法则如下:在室外阳光下,如果光圈是 f/16,则快门速度应是所用胶片
  • 五分之三妥协五分之三妥协(英语:Three-Fifths Compromise)是1787年美国南方与东北方在美国制宪会议中达成的协议。妥协将奴隶的实际人口乘以五分之三,以作为税收分配与美国众议院成员分配的
  • 猫 (音乐剧)1981 伦敦西区 1982 百老汇 各种国际演出 1998 影片版本 2003 美国巡演 2013 英国巡演1983 托尼奖最佳音乐剧《猫》(英语:Cats)是由作曲家安德鲁·劳埃德·韦伯根据T·S·艾略
  • Achatinella concavospira是一种分布在美国夏威夷的肺螺类陆地蜗牛(英语:Land snail),属于小玛瑙螺科(英语:Achatinellidae),该物种是夏威夷特有种。
  • 喻仲林喻仲林(1925年9月10日-1985年5月4日),生于山东冠县,画家。1943年,中学毕业后从军。1949年随国民政府迁台,在国防部任职。业余时间师从金勤伯学习国画。曾获中兴文艺奖章。
  • 米歇尔·道克瑞米歇尔·苏珊娜·道克瑞(英语:Michelle Suzanne Dockery,1981年12月15日-)是一位英国女演员。她因演出英国热门电视剧《唐顿庄园》中的女角-玛丽·克劳利(Lady Mary Crawley)而为人
  • 新希波箭石新希波箭石(学名:),又名前箭石、新箭石,是生存于中白垩纪的一属箭石,生活在温暖的大陆棚海域中,数量很多,以触须捕捉小动物为食。其化石分布于欧洲、北非、阿塞拜疆、莫桑比克和美国