вторник, 9 апреля 2024 г.

Спиноры и преобразование Лоренца

Ранее мы рассмотрели как можно выразить вращение спинора в гиперкомплексных числах:
Спиноры и вращение
Далее 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 0XYZ0XYZ, компоненты спинора (ξ1,ξ2)(ξ1,ξ2) преобразуются по формулам ξ1=αξ1+βξ2ξ2=γξ1+δξ2 α=λ+μβ=ν+iργ=ˉβδ=λμλ=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=(νiρ)(ξ10+iξ11)+(λμ)(ξ20+iξ21) Раскроем скобки и учтем, что гиперкомплексные числа считаются равными если равны их компоненты. {ξ10=(λ+μ)ξ10+νξ20ρξ21ξ11=(λ+μ)ξ11+ρξ20+νξ21ξ20=νξ10+ρξ11+(λμ)ξ20ξ21=ρξ10+νξ11+(λμ)ξ21 Сравним полученную систему уравнений с матричным симплектическим представлением бикватернионов
Матричное представление 2x2 бикватернионов
Но 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(0ii0) ρ:Ik(0110) Получим после подстановки матрицу: (λμρ+iνρiνλ+μ) Если перейти к сопряженному полуоператору и сменить знаки у единиц, в образовании которых участвовала единица I, то получим: L=λIiμIjνIkρ (λ+μρiνρ+iνλμ) И сделаем замену обозначений, переставив местами ρ и ν, сменив ориентацию базисных матричных единиц левая - правая: L=λIiμIjρIkν L=(λ+μνiρν+iρλμ) Несложно видеть, что исходную систему уравнений мы можем получить, умножая вектор-строку из компонент спинора (ξ10+iξ11ξ20+iξ21) справа на матрицу (λ+μνiρν+iρλμ) Если спинор представить как вектор-строку ξ=(ξ10+iξ11ξ20+iξ21) а скалярно-сопряженный полуоператор преобразования Лоренца в симплектическом представлении бикватерниона L=(λ+μνiρν+iρλμ) то получим ξ=ξL Здесь полуоператор преобразования Лоренца в использованных ранее обозначениях имеет вид: (ch(|ψ|/2)+sh(|ψ|/2)cosχ1sh(|ψ|/2)(cosχ2icosχ3)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