Gemischte Symmetrisierung und Antisymmetrisierung / Kombinatorik

Ich habe die folgende Summe von 10 Termen:

δ a b f c d e + δ a c f b d e + δ a d f b c e + δ a e f b c d + δ b c f a d e + δ b d f a c e + δ b e f a c d + δ c d f a b e + δ c e f a b d + δ d e f a b c

Mit anderen Worten, ich betrachte alle Permutationen von 5 Indizes, verwende aber nur diejenigen, bei denen die ersten beiden Indizes und die letzten drei (gleichzeitig) geordnet sind.

Darüber hinaus δ ist symmetrisch und f ist vollständig antisymmetrisch.

Was ich suche, ist eine Kurzschreibweise, die genau diese Summe auswerten würde. Betrachten Sie die folgende Summe als einfaches Beispiel:

δ a b δ c d + δ a c δ b d + δ a d δ b c = 3 δ ( a b δ c d )

Normalerweise δ ( a b δ c d ) würde zu 24 Termen auswerten, aber wegen der Symmetrieeigenschaft von δ , vereinfachen sich diese zu drei. Ich suche nach einer ähnlichen Notation für die erste Summe.

Da δ ist symmetrisch und f antisymmetrisch, man hat δ ( a b f c d e ) = 0 und δ [ a b f c d e ] = 0 , diese passen also nicht. Und δ ( a b ) f [ c d e ] ist falsch, da die beiden Indizes nicht gemischt werden. Ich habe mir eine Art "gemischte Symmetrisierung" ausgedacht:

δ ( a b | f c d e ]

wo ich definiert habe:

T ( a 1 a m | a m + 1 a n ] = Summe von allem  n !  Permutationen, wobei jede Permutation abhängig ein Vorzeichen bekommt  von der Anzahl der Permutationen, die zum Setzen benötigt werden  P ( a m + 1 a n )  im kanonischen  bestellen.

Dies ergibt zwar (bis zu einem Faktor 10) die erste Summe, aber es fühlt sich etwas umständlich an, eine Notation einzuführen, die nicht allgemein verwendbar ist (und für die Eigenschaften neu abgeleitet werden müssen). Da diese Art von "geordneten" Summen sicherlich nicht ungewöhnlich sind, erwarte ich, dass sie in irgendeiner Ecke der Kombinationstheorien behandelt werden.

Weiß jemand, ob eine solche "gemischte Symmetrisierung" bereits in der Literatur existiert?

Oder noch besser, kennt jemand eine einfache Möglichkeit, die erste Summe umzuschreiben, vielleicht in einer kombinatorischen Notation?

Vielen Dank im Voraus!

Jemand eine Idee? Ich hänge hier etwas fest..
Die ursprüngliche Summe hängt von der Bestellung ab a b c d e der Buchstaben, was seltsam erscheint (obwohl vielleicht nicht, wenn es sich um Eichsymmetrien handelt). Woher kommt das?
Das tut es nicht, weil δ und f sind vollsymmetrisch bzw. antisymmetrisch.
Wenn die Reihenfolge ist a b c d e , du erhältst δ a b f c d e + δ a c f b d e + δ a d f b c e + δ a e f b c d + δ b c f a d e + δ b d f a c e + δ b e f a c d + δ c d f a b e + δ c e f a b d + δ d e f a b c Wenn die ursprüngliche Bestellung ist c b a d e , du erhältst δ a b f c d e + δ a c f b d e δ a d f b c e δ a e f b c d + δ b c f a d e δ b d f a c e δ b e f a c d δ c d f a b e δ c e f a b d δ d e f a b c
Ich verstehe nicht, warum Sie die Minuszeichen bekommen. Meine ursprüngliche Summe ist δ a b f c d e δ a b f c e d δ a b f d c e + δ a b f d e c + δ a b f e c d δ a b f e d c + δ a c f b d e δ a c f b e d + was sich auf die 10 Terme reduziert, die ich eingangs erwähnt habe (ohne konstante Faktoren vorne zu ignorieren), wenn Sie die (Anti-)Symmetrie von nehmen δ und f berücksichtigen.
Zur Verdeutlichung: Bei einer meiner Berechnungen kam ich auf eine Summe von 120 Termen (genau die in meinem vorherigen Kommentar), die ich auf die 10 Terme oben reduzieren konnte. Jetzt versuche ich, es auf einen Begriff zu reduzieren, indem ich die Standardnotation verwende (anstelle meiner eigenen oben erwähnten „gemischten Notation“). Vielen Dank!
Die Minuszeichen entstehen dadurch, dass die Hälfte Ihres Ausdrucks symmetrisch und die andere Hälfte antisymmetrisch ist.
Ok, ich verstehe endlich, was du meinst; in der Tat δ ( a b | f c d e ] nicht verwandt ist δ ( c b | f a d e ] auf einfache Weise, aber ich sehe nicht ein, warum es sollte. Das einfache Austauschen von antisymmetrisierten Indizes hat eine einfache Beziehung T [ a b ] = T [ b a ] , aber bei gemischten Symmetrien ist dies nicht unbedingt der Fall. Ich habe diese Summe erhalten, indem ich die Spur von 5 SU(N)-Generatoren in der adjungierten Darstellung berechnet habe tr T a T b T c T d T e ; Die Verwendung der anderen Reihenfolge, die Sie angeben, entspricht der Berechnung tr T c T b T a T d T e , was eine andere Menge ist.

Antworten (2)

Was Sie tun, läuft darauf hinaus, ein Tensorprodukt zu berechnen und es in irreduzible Komponenten zu zerlegen. Dazu gibt es eine Standardmethode mit der Littlewood-Richardson-Regel, Young-Symmetrisatoren usw. und es gibt schöne Bilder, Young-Diagramme ( http://en.wikipedia.org/wiki/Young_tableau ), die helfen, verschiedene Arten von Symmetrien zu visualisieren . In vielen Fällen reicht es aus, Young-Diagramme zu verwenden, sodass Indizes nicht direkt geschrieben werden müssen. Zum Beispiel, δ ist ein symmetrischer Rang zwei, er wird durch ein Diagramm dargestellt, das aus zwei Kästchen in einer Reihe besteht, wir können sagen, dass er es ist ( 2 , 0 , 0 , . . . ) mit der Bedeutung, dass alle anderen Zeilen die Länge Null haben. Dein f ist eine Antisymmetrie vom dritten Rang, sie wird durch ein Diagramm mit drei Kästchen in einer Spalte dargestellt, ( 1 , 1 , 1 , 0 , . . . ) . Dann δ f enthält zwei irreduzible Komponenten, ( 3 , 1 , 1 , 0 , . . . ) und ( 2 , 1 , 1 , 1 ) . Jedes Kästchen entspricht einem Index, und es ist bekannt, dass unterschiedliche Anordnungen der gleichen Anzahl von Kästchen unterschiedlichen Arten von Tensoren entsprechen, die man mit der gleichen Anzahl von Indizes haben kann. Sie können in Hamermesh oder Fulton & Harris suchen.

Es gibt mehrere Notationen, die für Sie von Nutzen sein können und tatsächlich von Menschen verwendet werden. Zunächst ist es zweckmäßig, alle Indizes, die zu der Gruppe der Indizes gehören, in denen ein Tensor symmetrisch oder antisymmetrisch ist, mit demselben Buchstaben zu bezeichnen. Zum Beispiel f u u u oder f u [ 3 ] statt deiner f a b c und δ a a oder δ a ( 2 ) für dein δ a b und ich habe runde (eckige) Klammern verwendet, um die Anzahl der Indizes anzugeben und ob sie symmetrisch oder antisymmetrisch sind. Aber das funktioniert für ziemlich einfache Arten von Symmetrien, wie die, die Sie brauchen.

Im Falle des T a ( n ) | u [ m ] das du gegeben hast ( n symmetrische Indizes und m antisymmetrisch) gibt es immer noch nur zwei irreduzible Komponenten, durch die man gegeben ist T a ( s 1 ) u | u [ m ] und ich gehe von Antisymmetrisierung aus u Indizes. Da es im letzten schon antisymmetrisch ist u [ m ] Dies erfordert m + 1 Bedingungen. Die zweite irreduzible Komponente ist gegeben durch t a ( n ) | a u [ m 1 ] und es erfordert n + 1 symmetrische Permutationen. Dies ist nur eine Kurzschreibweise für die gleiche Zeit.

Der von Ihnen definierte Symmetrisierungsoperator ist seltsam und ich kann nicht erkennen, dass Sie in der ersten Formel, zum Beispiel dem 8. Term, Ihr eigenes Rezept befolgt haben δ c d f a b e muss begleitet werden δ d c f a b e , dies ist eine weitere Permutation, die zu gehört 5 ! und gemäß Ihrem Verfahren ist ein Zeichen erforderlich. Aber die beiden heben sich einfach auf. Eigentlich gilt dies immer dann, wenn man versucht, antisymmetrische Indizes auf einen symmetrischen Tensor zu verschieben und umgekehrt. Hoffe, das ist hilfreich.

Eigentlich versuche ich nicht, mein Tensorprodukt in irreps zu zerlegen, sondern suche nach einer einfachen Schreibweise, wie man sie schreiben könnte δ ( a b ) als Abkürzung für 1 2 ( δ a b + δ b a ) . Aber ich werde versuchen, ob ich deiner Antwort etwas entnehmen kann. Danke trotzdem für deine Hilfe!
Übrigens, die beiden von Ihnen erwähnten Begriffe werden nicht wie in meiner Definition aufgehoben δ c d f a b e und δ d c f a b e habe das gleiche Vorzeichen. Denn das Vorzeichen hängt nur von der Anzahl der Permutationen der zweiten Indexliste ab.
Ich habe mich einfach an deine Definition gehalten ( a b | c d e ) wo Sie die Reihenfolge steuern c d e und nicht von den letzten drei Indizes, aber das haben Sie gemeint, wie ich aus dem Kommentar ersehen kann. Auf jeden Fall ist die Multi-Index-Sprache wo q a a ist eine Abkürzung für 1 2 ( q a 1 a 2 + q a 2 a 1 ) ist eine natürliche Lösung
Wie würden Sie es in Tensornotation verwenden? Wenn ich zum Beispiel Indizes kontrahiere (was ich am Ende tun werde), kann ich schreiben f [ a b c ] g b c d ; wie würde ich das in deiner Notation schreiben? Es scheint, dass f a [ 3 ] g a b c nicht eindeutig lösbar
f a b b g b b d , überraschenderweise (wenn Sie meinen, dass zwei Indizes frei bleiben). Man muss ein bisschen mit dieser Notation spielen, aber sie ist wirklich nützlich für einen Tensor von nicht sehr kompliziertem Symmetrietyp und wird von vielen Leuten verwendet.

„Diese Summe habe ich aus der Berechnung der Spur von 5 S U ( N ) Generatoren in der adjungierten Darstellung tr T a T b T c T d T e "

Es gibt keinen Grund, warum es eine einfache Blocksymmetrie oder Blockantisymmetrie geben könnte. Betrachten Sie beispielsweise Trace und die adjungierte Darstellung von S U ( N ) , Sie haben die Spur von 4 S U ( N ) Generatoren in der adjungierten Darstellung.

t r ( t G a t G b t G c t G d ) = δ a b δ c d + δ a d δ b c + N 4 ( d a b e d c d e d a c e d b d e + d a d e d b c e )
wo der Tensor d a b c ist mit der Fundamentaldarstellung definiert: { t N a , t N b } = 1 N δ a b + d a b c t N c ( d a b c ist symmetrisch in seiner 2 erste Indizes und d a a c = 0 )

Dies 4 -generator Ablaufverfolgungsausdruck ist symmetrisch in a und c , und ist symmetrisch in b und d , und natürlich haben wir die zyklischen Symmetrien. Aber das ist alles. Der Ausdruck ist beispielsweise nicht symmetrisch in a und b , und ist nicht symmetrisch in c und d .

Das ist nicht der Punkt - ich weiß, dass es nicht unbedingt eine vollständige (Block-) Symmetrie für die Spur gibt. Punkt ist, dass ich bei der Berechnung der 5-Generator-Spur 123 Terme bekomme, von denen ich 120 zu 1 Term vereinfachen kann, indem ich die vorhandenen Symmetrien und meine Kurzschreibweise verwende. Zum Beispiel können die 4-Generatoren auch geschrieben werden als 1 4 N ( d a b x d x c d f a b x f x c d ) + 1 2 ( δ a b δ c d + 3 δ ( a b ) δ ( c d ) ) . Es ist der letzte Term, der im Fall der 5-Generator-Spur entsprechend geschrieben werden kann als 10 δ ( a b | f c d e ] .
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