Спиноры и вращениеДалее проолжим исследование и рассмотрим как преобразуются спиноры при преобразовании Лоренца применяемом к векторам, то есть при переходе к другой системе координат.
Снова используем цитату из БСЭ:
Спинорное исчисление. БСЭ.При преобразованиях Лоренца, соответствующих переходу от 0XYZ0XYZ к 0′X′Y′Z′0′X′Y′Z′, компоненты спинора (ξ1,ξ2)(ξ1,ξ2) преобразуются по формулам ξ1′=αξ1+βξ2ξ2′=γξ1+δξ2 α=λ+μβ=ν+iργ=ˉβδ=λ−μλ=chΘ/2μ=shΘ/2cosχ1ν=shΘ/2cosχ2ρ=shΘ/2cosχ3 Поскольку компоненты спинора есть комплексные числа, можем обозначить их покомпонентно: ξ1=ξ10+iξ11ξ2=ξ20+iξ21 Подставим комплексные развернутые выражения в уравнения преобразования: ξ10′+iξ11′=(λ+μ)(ξ10+iξ11)+(ν+iρ)(ξ20+iξ21)ξ20′+iξ21′=(ν−iρ)(ξ10+iξ11)+(λ−μ)(ξ20+iξ21) Раскроем скобки и учтем, что гиперкомплексные числа считаются равными если равны их компоненты. {ξ10′=(λ+μ)ξ10+νξ20−ρξ21ξ11′=(λ+μ)ξ11+ρξ20+νξ21ξ20′=νξ10+ρξ11+(λ−μ)ξ20ξ21′=−ρξ10+νξ11+(λ−μ)ξ21 Сравним полученную систему уравнений с матричным симплектическим представлением бикватернионов
Матричное представление 2x2 бикватернионовНо при этом предварительно найдем, чему равна экспонента от быстроты в полуоператоре преобразования Лоренца: eψ/2=eIiψ1/2+Ijψ2/2+Ikψ3/2==ch(|ψ|/2)+sh(|ψ|/2)(Iiψ1+Ijψ2+Ikψ3)/|ψ||ψ|=√ψ21+ψ22+ψ23 Здесь были сокращены деления на 2 где это возможно. Этот же полуоператор может быть выражен в использованных ранее обозначениях: L=λ+Iiμ+Ijν+Ikρ Используем первую половину, соответствующую нашим единицам, симплектического представления бикватернионов: λ:1↔(1001) μ:Ii↔(−1001) ν:Ij↔(0i−i0) ρ:Ik↔(0−1−10) Получим после подстановки матрицу: (λ−μ−ρ+iν−ρ−iνλ+μ) Если перейти к сопряженному полуоператору и сменить знаки у единиц, в образовании которых участвовала единица I, то получим: L∗=λ−Iiμ−Ijν−Ikρ (λ+μρ−iνρ+iνλ−μ) И сделаем замену обозначений, переставив местами ρ и ν, сменив ориентацию базисных матричных единиц левая - правая: L∗=λ−Iiμ−Ijρ−Ikν L∗=(λ+μν−iρν+iρλ−μ) Несложно видеть, что исходную систему уравнений мы можем получить, умножая вектор-строку из компонент спинора (ξ10+iξ11ξ20+iξ21) справа на матрицу (λ+μν−iρν+iρλ−μ) Если спинор представить как вектор-строку ξ=(ξ10+iξ11ξ20+iξ21) а скалярно-сопряженный полуоператор преобразования Лоренца в симплектическом представлении бикватерниона L∗=(λ+μν−iρν+iρλ−μ) то получим ξ′=ξL∗ Здесь полуоператор преобразования Лоренца в использованных ранее обозначениях имеет вид: (ch(|ψ|/2)+sh(|ψ|/2)cosχ1sh(|ψ|/2)(cosχ2−icosχ3)sh(|ψ|/2)(cosχ2+icosχ3)ch(|ψ|/2)−sh(|ψ|/2)cosχ1) Важным здесь является тот факт, что как и в случае 3-мерного вращения преобразование спинора задается как умножение справа на такой же полуоператор который используется и при преобразовании векторов. Но умножение производится лишь с одной стороны: ξ′=ξL∗ Исходные выражения для преобразований компонент спиноров, приведенные в БСЭ, выглядят несколько непонятно по своему происхождению. Но вот в гиперкомплексном представлении оба полуоператора выглядят довольно привычно.
Гиперкомплексные спиноры, оглавление
Комментариев нет:
Отправить комментарий