Umfassendes Buch zur Gruppentheorie für Physiker?

Ich suche eine gute Quelle zur Gruppentheorie, die sich an Physiker richtet. Ich würde eine mit einer guten allgemeinen Einführung in die Gruppentheorie bevorzugen, die sich nicht nur auf Lie-Gruppen oder Kristallgruppen konzentriert, sondern eine, die "alle" Grundlagen abdeckt und dann zusätzlich über die spezifischen Themen der Gruppentheorie spricht, die für Physiker relevant sind , also auch einiges über Repräsentationen etc.

Ist Wigners Text ein guter Anfang? Ich denke, es ist ein "Klassiker", aber ich fürchte, dass seine Notation etwas veraltet sein könnte?

Willst du wirklich allgemeine Gruppentheorie? D. h. Theorie abstrakter Gruppen, Einmaleins, Klassifikation endlicher Gruppen (unter Verwendung der Sätze von Lagrange, Fermat, Sylow usw.), Theorie von Präsentationen, Verwendung von Gruppen in der Zahlentheorie usw.? Denn wenn Sie nur die Gruppentheorie in der Physik anwenden wollen, brauchen Sie meiner Erfahrung nach nichts außer Darstellungen. Siehe diese Frage von mir drüben bei MO: mathoverflow.net/q/56304

Antworten (21)

Es gibt ein Buch mit dem Titel "Gruppentheorie und Physik" von Sternberg , das die Grundlagen abdeckt, einschließlich Kristallgruppen, Lie-Gruppen, Darstellungen. Ich finde es ist ein guter Einstieg in das Thema.

Um eine Rezension auf Amazon zu zitieren (wenn auch die einzige):

„Dieses Buch ist eine hervorragende Einführung in die Verwendung der Gruppentheorie in der Physik, insbesondere in der Kristallographie, der speziellen Relativitätstheorie und der Teilchenphysik. Am wichtigsten ist vielleicht, dass Sternberg am Anfang des Buches eine leicht zugängliche Einführung in die Darstellungstheorie enthält. Alles in allem dies Buch ist ein ausgezeichneter Ausgangspunkt, um mit dem Erlernen der Verwendung von Gruppen und Darstellungen in der Physik zu beginnen."

Das hätte ich empfohlen :) +1
Dieses Buch wurde mir von einem meiner (Physiker-)Lehrer vorgeschlagen, also gebe ich ihm zuliebe +1 :) Aus irgendeinem Grund habe ich es mir aber nie angesehen ... sollte es mal ausprobieren.
Als etwas alternative Meinung denke ich persönlich, dass Sternberg nicht der beste Einführungstext in die Gruppentheorie (für Physiker) ist, und nicht wegen seiner (ausreichenden) mathematischen Strenge. Obwohl es sicherlich reichhaltig ist, ist es so geschrieben, dass man es nur verinnerlichen kann, wenn man das Material bereits gesehen hat. Jeder Abschnitt geht von sehr allgemeinen und abstrakten Grundlagen aus und bezieht sich überhaupt nicht auf das Endziel, sodass jedes „Endergebnis“ mysteriös und verwirrend erscheint. Ein guter Einführungstext motiviert meiner Meinung nach jede Idee ausreichend, bevor sie vorgestellt wird, und gibt Ihnen so das "große Ganze".
(Fortsetzung meines obigen Kommentars) In Anbetracht dessen denke ich, dass eine Kombination von H. Georgi mit B. Hall am besten wäre. Ersteres bietet körperliche Motivation, verwendet physikalische Notationen, deckt eine riesige Auswahl an Themen ab, die für die tatsächliche Physik relevant sind, ist aber manchmal etwas beiläufig und schlampig. Letzteres bietet strenge Beweise mit sehr eleganter und bodenständiger Argumentation, die im Gegensatz zu vielen anderen Mathematiklehrbüchern immer noch sehr gut lesbar sind.

Hier ist meine ausführliche Rezension verschiedener Bücher, die ich gelesen hatte. Für Meta-Diskussionen siehe Ich habe mehrere Buchbesprechungen. Wie soll ich bei der Buchanfrage antworten? .

Bücher, die rezensiert werden:

  • Wu-Ki Tung, Gruppentheorie in der Physik
  • A. Zee, Gruppentheorie auf den Punkt gebracht für Physiker
  • Jakob Schwichtenberg, Physik aus Symmetrie
  • Sadri Hassani, Mathematische Physik Eine moderne Einführung in ihre Grundlagen
  • Pierre Ramond, Gruppentheorie: Eine Umfrage des Physikers
  • Sternberg, Gruppentheorie und Physik

Wu-Ki Tung, Gruppentheorie in der Physik

Sein Ansatz geht nicht vom Allgemeinen zum Spezifischen, sondern von der Intuition zur Verallgemeinerung . Zum Beispiel erklären viele Bücher den Isomorphismus nach dem Homomorphismus, weil ersterer ein Sonderfall des letzteren ist. Aber in diesem Buch ist die Reihenfolge umgekehrt, weil wir uns Isomorphismus besser vorstellen können als Homomorphismus.

Zusammen mit vielen Verbindungen und Diskussionen zwischen Kapiteln und Unterabschnitten zeigt es, dass der Autor einen pädagogischen Verstand hat. Das Buch im Einzelnen:

  • Wird mutig 'für Mappings verwendet (siehe zum Beispiel def 2.5). Ich habe diese Art von Notation noch nie zuvor gesehen, und zunächst denke ich, dass diese Verwendung mehr Verwirrung stiften wird. Aber es stellt sich heraus, dass es nicht so ist
  • Wichtige Sätze werden benannt , nicht nur nummeriert
  • Vermeidet es, alle Gruppen im Detail zu studieren
  • Hat viele fortgeschrittene Beispiele ohne Beweis, weil sie nur Illustrationen sind, kein Thema, das Sie studieren können
  • Beweise werden nach Erörterung der Bedeutung zurückgestellt

Eine triviale Sache: Theoreme und Definitionen haben unterschiedliche Nummerierungssysteme. Wenn Sie also aufgefordert werden, sich auf Def zu beziehen. 1.3, dann stellen Sie sicher, dass Sie Satz 1.3 nicht lesen.

Ich kann dieses Buch sehr empfehlen, obwohl es ziemlich alt ist (50 Jahre oder so).

A. Zee, Gruppentheorie auf den Punkt gebracht für Physiker

Das Buch ist im xkcd-Stil geschrieben: witzig und mit vielen Fußnoten, mit Zitaten und historischen Geschichten. Die meisten Fußnoten befinden sich jedoch am Ende des Kapitels (Endnoten). Wenn also eine Idee notiert wird, können Sie sie nicht sofort lesen, sondern müssen zum Ende des Kapitels blättern. Hier beginnt der Frust: Die meisten Notizen sind lustige Kommentare. Den Lesefluss zu unterbrechen und sich mehr Mühe zu geben, nur um ein winziges Detail oder einen lustigen Kommentar zu bekommen, macht überhaupt keinen Spaß. Aber einige der Noten sind tatsächlich ernst gemeint und man möchte es wirklich nicht missen, daher habe ich jedes Mal, wenn ich eine Note sehe, ein gemischtes Gefühl.

Hier und da gibt es einige Einsichten oder unerwartete Fakten (hauptsächlich in den Einleitungen und Anhängen der einzelnen Kapitel), aber der Rest ist ausführlich und kann reduziert werden, besonders wenn es um Mathematik geht, also sollten Sie eine gute Grundlage haben, bevor Sie sie überspringen. Der Autor erklärt ausdrücklich, dass er dazu neigt, "die zu bevorzugen, die in den meisten Standardbüchern nicht behandelt werden, wie die Gruppentheorie hinter dem expandierenden Universum", und seine Entscheidungen spiegeln seine eigenen Vorlieben oder Abneigungen wider. Wenn Sie also ein Standardwissen im Standardbuch haben möchten, ist dies nicht Ihre Wahl. Der Vertrag des Autors mit Princeton verlangt, dass der Titel den Teil "auf den Punkt gebracht" enthält, was ich für irreführend halte.

Dennoch denke ich, dass Sie einen Blick auf die fruchtbaren Teile werfen sollten. Sie geben Ihnen neue Perspektiven und Einsichten.

Jakob Schwichtenberg, Physik aus Symmetrie

Seine Struktur:

  • Es beginnt mit der speziellen Relativitätstheorie,
  • dann die Symmetriewerkzeuge (Lie-Gruppe und Lagrange-Formalismus),
  • dann die Grundgleichungen (freie und Interaktionstheorie),
  • dann ihre spezifischen Anwendungen: Quantenmechanik, Quantenfeldtheorie, klassische Mechanik, Elektrodynamik und Gravitation.

Während die physikalische Bedeutung mathematischer Objekte betont wird, werden mathematische Bedeutungen mathematischer Objekte unterbewertet. Spur ist nur eine Nebensache, nicht der Charakter äquivalenter irreduzibler Darstellungen. Schurs Lemma wird nur in einem Satz erwähnt. Die gesamte Darstellungstheorie wird sehr flüchtig diskutiert (nur ein Unterabschnitt im Abschnitt Lie-Gruppentheorie), bevor man direkt zu wichtigen Gruppen übergeht: S U ( 2 ) , Lorentz-Gruppe, Poincaré-Gruppe.

Andere Bücher

Hier sind einige Bücher, die ich bekam, nachdem ich mir ein gutes Verständnis der Gruppentheorie angeeignet hatte, also hatte ich nicht viel Motivation, sie zu lesen. Aber ich denke, sie sind gut, und Sie können einen Blick darauf werfen.

  • Sadri Hassani, Mathematische Physik Eine moderne Einführung in ihre Grundlagen
    Es hat eine Seitenspalte für Anmerkungen und Zusammenfassungen; bequem zum Abschöpfen. Auf manchen Seiten stehen viele ermutigte Zeichen an einer Stelle, ziemlich verwirrend zu lesen. Es wird auch darüber diskutiert E n d k , L k .

  • Pierre Ramond, Group Theory: A Physicist's Survey
    Der Autor gibt diese Analogie im Vorwort: Das Universum ist heute wie eine uralte Keramik, die nicht mehr so ​​schön ist wie damals, als sie hergestellt wurde, aber wir können diese Schönheit immer noch fühlen.

    Die Erklärung der neuen Notation wird nach ihrem Erscheinen eingeführt. Es gibt keine Nummerierung; Der Autor konzentriert sich darauf, es so flüssig wie möglich zu machen.

  • Sternberg, Gruppentheorie und Physik
    So komprimiert. Ich kann es nicht durchstehen. Nicht empfohlen.


Während meines Studiums lese und mache ich mir Notizen auf dem Tablet. Die meisten Bücher sind gescannt. Wenn Sie frustriert sind, weil die Seiten nicht gut aufgeteilt sind oder das PDF kein Inhaltsverzeichnis enthält oder nicht genügend Rand zum Notieren hat, können Sie diesen Artikel lesen: Die ultimative Anleitung zum Verarbeiten gescannter Bücher .

Diese sollte deutlich höher sein. Upvote, Leute!

Ein ziemlich neues Buch ist An Introduction to Tensors and Group Theory for Physicists . Es spricht auch von Vektoren und Tensoren auf gutem Niveau.

Meiner Meinung nach klärt es die Verwirrung auf, zu der Physiker neigen, wenn sie über diese Themen sprechen. Darüber hinaus ist das Buch mit Beispielen und Anwendungen aus Mechanik, EM und QM verbreitet, so dass es eine großartige Einführung in diese Themen für fortgeschrittene Studenten darstellt.

Ich kann dem nur zustimmen. Das Buch beseitigt viel Verwirrung über Tensoren, obere und untere Indizes und enthält eine enorme Menge sehr aufschlussreicher Beispiele, die eine Fülle unterschiedlicher Themen verbinden, die man im Grundstudium gesehen hat. Das Buch findet auch eine gute Balance zwischen guten Erklärungen, die informell erscheinen, wie es ein Freund Ihnen erklären würde, während es dennoch streng auf die Beweise und Aussagen eingeht, ohne dass mit der Hand gewinkt wird.

Es gibt ein neues Buch namens Physics From Symmetry , das speziell für Physiker geschrieben wurde und eine lange, sehr anschauliche Einführung in die Gruppentheorie enthält. Besonders gut hat mir gefallen, dass hier Begriffe wie Repräsentation oder Lie-Algebra nicht nur definiert, sondern für Physiker verständlich motiviert und erklärt werden. Außerdem werden keine Konzepte eingeführt, die für die Physik nicht benötigt werden, was für mich immer ein großes Problem war, wenn ich Bücher für Mathematiker las. Gruppentheorie ist ein sehr großes Thema und Mathematiker finden viele Dinge interessant, die für Physiker nicht sehr relevant sind.

Wenn Sie jedoch nach mathematischer Strenge suchen, ist dies möglicherweise das falsche Buch, und ich würde Naive Lie Theory von Stillwell empfehlen .

Tatsächlich würde ich empfehlen, beide zu lesen. Das erste, um zu verstehen, welche Konzepte für die Physik wichtig sind, und um eine erste Vorstellung von der Motivation dahinter zu bekommen, und dann Stillwells Buch, um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie Mathematiker über diese Themen denken.

Apropos "Physics from Symmetry": In der Erstauflage hat es so viele Tippfehler und Fehler, alle Bücher von Gerland Folland haben nicht so viele...
Ihre Antwort liest sich, als ob es dem Buch von Prof. Stillwell an Strenge mangelt. John Stillwell strebt nach den einfachsten, klarstmöglichen Erklärungen, aber es mangelt nie an Strenge, ES SEI DENN, er sagt es ausdrücklich; Manchmal skizzieren seine Texte einen Beweis oder geben eine intuitive Diskussion und erzählen Ihnen dann den Hintergrund, den Sie lernen müssen, um ein rigoroses Verständnis zu erreichen. Er ist, wie alle unsere Mitmenschen, dafür bekannt, Fehler zu machen, wird aber sehr gnädig und enthusiastisch Benachrichtigungen darüber erhalten und darauf reagieren.
Oh nein, ich meinte, dass Naive Lie Theory die mathematisch rigorose Alternative zu Physik aus Symmetrie ist
@Jony Ich würde annehmen, dass Naive Lie Theory strenger wäre als das Physikbuch, aber das "naive" vorne lässt mich denken, dass es im Vergleich zu anderen Mathematikbüchern weniger streng ist, á la naive Mengenlehre.

Anthony Zee hat gerade Group Theory in a Nutshell for Physicists herausgebracht - deckt das meiste ab, was ein Physikstudent im Grundstudium benötigt, einschließlich endlicher Gruppen und Darstellungen, mit Ausnahme von Young-Diagrammen.

Um ganz ehrlich zu sein, glaube ich nicht, dass die meisten Physikstudenten im Grundstudium überhaupt viel über Gruppentheorie wissen müssen.
Zees Buch ist keine gültige Empfehlung von mir. Es wird nicht zwischen reellen Lie-Algebren, komplexisierten Lie-Algebren und reellen Formen komplexer Algebren unterschieden, insbesondere im Kontext der Darstellungen der Lorentz-Gruppe in 4D
Ich habe ein gemischtes Gefühl, was Zees Buch angeht. Weitere Details finden Sie in meiner Antwort
Zees Buch ist nett, wenn Sie die Gruppentheorie bereits kennen. Seine Behandlung endlicher Gruppen ist eine sehr schöne Ergänzung zu Georgis Buch. Seine Behandlung von Tensoren ist zweifelhaft. Tensoren sind einfach ein nettes Buchführungsinstrument für direkte Zustandsprodukte in den Fundamentaldarstellungen. Wenn Sie dies verstehen, sind die Regeln der Tensormanipulation offensichtlich. Wenn nicht, ist es wie Magie und Sie werden verloren sein. Leider konzentriert sich Zee auf diese magischen Tricks anstatt auf die zugrunde liegende Logik. Georgis Buch ist hier viel klarer.

Ich würde AO Barut und R. Raczka "Theory of Group Representations and Applications" empfehlen. Es geht um Lie-Algebren und Lie-Gruppen, und Sie fragen nach einer allgemeinen Gruppentheorie, aber dieses Buch wäre meiner Meinung nach für einen Physiker nützlich. Die Anwendungen liegen in der Physik, hauptsächlich in der Quantentheorie.

Bearbeiten: Vergessen, den letzten Teil der Fragen zu kommentieren. Ich denke, Wigner ist eine gute Lektüre. Sie werden nicht viel über die allgemeine Gruppentheorie lernen, aber Sie werden etwas über die Darstellungstheorie der Poincare-Gruppe und einige allgemeine Techniken aus der Darstellungstheorie wie die Mackey-Maschine für induzierte Darstellungen lernen.

+1 Dies ist ein sehr, sehr schönes Buch, aber leider vergriffen.
Vergriffen deutet darauf hin, dass es vielen Leuten gefallen hat.
+1 Es ist ein gutes Buch, aber extrem dicht. Nicht als Einführungsbuch zu empfehlen (was das OP verlangt hat)
+1 In der Tat ist dies das gründlichste Buch, das ich kenne, insbesondere in Bezug auf einheitliche Darstellungen nicht kompakter Gruppen wie der Lorentz-Gruppe. Obwohl dies für die Physik wichtig ist, decken typische Behandlungen dies nicht wirklich zufriedenstellend ab. Dies hat jedoch einen Grund: Die Theorie ist ziemlich schwierig, und viele Fragen zur Klassifizierung einheitlicher Repräsentationen solcher Gruppen sind noch offen, siehe: liegroups.org

Nun, in meinem Wörterbuch liest sich „Gruppentheorie für Physiker“ als „Repräsentationstheorie für Physiker“, und in dieser Hinsicht sind Fulton und Harris so gut wie sie kommen. Auf dem Weg lernen Sie die gesamte Gruppentheorie, die Sie benötigen (die nur ein winziges Fragment der gesamten Gruppentheorie ist).

Ein sehr gutes Buch für Jedermann, obwohl der Hauptteil Strukturtheorie und Darstellungstheorie von halbeinfachen Lie-Algebren ist.
@MBN: guter Punkt. Einige Leute fragen sich vielleicht, was mit Lie-Gruppen passiert ist. Und ich bin mir nicht sicher, welches Buch ich solchen Leuten empfehlen würde. Wahrscheinlich Goodman & Wallach, aber ich würde es ungern "für Physiker" nennen :)
Ja, aber mein Eindruck ist, dass Algebren für Physiker wichtiger sind als Gruppen. Ich kann mich irren. Goodman und Wallach ist für Mathematiker, aber wenn Physiker es nützlich finden, dann würde ich es auch empfehlen. Es ist allerdings ziemlich langatmig.
stimmte zu, dies ist ein großartiges Buch, aber ich denke, es ist mehr auf der mathematischen Seite.
@MBN: Ich bin mir nicht sicher, ob es für Mathematiker ist (hauptsächlich, weil ich keiner bin :)), aber sein Inhalt ist definitiv für Physiker (zumindest finde ich im Grunde alles sehr nützlich). Andererseits weiß ich, dass viele Leute die Satz-/Beweiszusammensetzung nicht mögen würden, und der Ansatz der algebraischen Geometrie muss auch nicht jedermanns Sache sein. Drittens war es dieses Buch, das mich motivierte, etwas algebraische Geometrie zu lernen.
@Marek: Nun, ich weiß nicht, was ihre Absicht war, ich vermute, es ist für Mathematiker (und Mathematikstudenten) gedacht. Der Inhalt mag für Physiker nützlich sein, aber was meinen Sie mit "es ist für sie"! Es ist Mathematik, also ist es für Mathematiker und jeden, der sie in seiner Arbeit verwenden kann.
@MBN: Ich hatte nur den Eindruck, dass die Bandbreite der Themen (z. B. Spinoren, Verzweigungsregeln, Harmonische usw.) einen Physiker viel mehr interessieren würde als einen normalen Mathematiker (es sei denn, er ist ein mathematischer Physiker). . Aber ich wollte keineswegs andeuten, dass Mathematiker dieses Buch nicht nützlich finden würden.
@Marek: Ich dachte nicht, dass du das andeutest. Ich sage nur, dass all diese Dinge, die Sie auflisten, Dinge sind, an denen einige Mathematiker interessiert sind. Und viele von ihnen haben weder Wissen noch Interesse an Physik. Ich weiß, dass es für Sie überraschend sein mag, aber es ist der Fall.
@MBN: Es ist in der Tat überraschend. Ich würde gerne wissen, woran Mathematiker arbeiten und welche Werkzeuge sie verwenden. Aber mir ist klar, dass diese Frage so weit gefasst ist, dass sie keinen Sinn ergibt :)
@Marek: Du könntest es etwas eingrenzen und auf MO fragen. Die Sache ist die, dass jede Mathematik, die in der Physik verwendet wird, für einige Mathematiker von Interesse ist, die nur um ihrer selbst willen interessiert sind und nicht an Anwendungen in der Physik.
@MBN: ist das wirklich so? Wie sieht es zB mit speziellen Funktionen und Systemen orthogonaler Polynome aus? Diese werden in der Physik häufig verwendet, aber ich bezweifle, dass Mathematiker sie so nützlich finden würden. Meiner Meinung nach gibt es viele mathematische Themen wie dieses, die Mathematiker nur als Anwendungen auf physikalische Probleme betrachten würden und daher nicht sehr interessant sind. Aber vielleicht sollte ich es mit MO versuchen, um eine endgültige Antwort zu erhalten, ohne die Mathematiker selbst zu fragen.
@Marek: Es gibt viele Mathematiker, die in diesen Bereichen forschen und nichts von Physik verstehen.

Morton Hamermeshs Gruppentheorie und ihre Anwendung auf physikalische Probleme ist ein Buch von Dover Press, also recht günstig (obwohl der Preis etwas gestiegen zu sein scheint, seit ich es in den 90er Jahren gekauft habe).

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Nachdrucke von Dover Press enthalten viele gute Bücher über Gruppentheorie für Physiker. Leider habe ich kein solches Buch gesehen, das ALLE Anforderungen erfüllt, die das OP verlangt. Aber ich denke, er könnte entweder mit Georgis (teurem) Buch, das unten erwähnt wird, oder mit Hamermesh UND Heine UND Lipkin aus den Dover Reprints gut abschneiden. Mit der Vorschaufunktion können Sie diese Bücher sogar in Google Books testen.
Dieses Buch ist gut, wenn Sie bereit sind, einige Behauptungen des Autors zu glauben. Wenn man will, dass alles richtig begründet ist, dann stellt man fest, dass locker formulierte Behauptungen Vorkenntnisse in Gruppentheorie benötigen. Nachdem ich die Gruppentheorie studiert und dieses Buch gelesen hatte, erinnerte ich mich gerade an all die Beweise, die ich zuvor gesehen hatte.

John Baez' "Gauge fields, knots and gravity" enthält ein sehr aufschlussreiches Kapitel über Lie-Gruppen und Lie-Algebren, das für einen Physiker genau die richtige Strenge darstellt. Seine Kapitel über Differentialgeometrie sind auch ziemlich großartig.

Ich liebe dieses Buch! Tatsächlich ist fast alles, was John Baez schreibt, Gold wert. In seinem Blog gibt es viele tolle Erklärungen

Füllen Sie einfach einige Lücken aus. Generationen von Praktizierenden haben diese Bücher verwendet, daher liegen sie dem zugrunde, worüber Sie in vielen Ihrer Lehrbücher lesen.

In der Reihenfolge der ganz subjektiven Präferenz,

  • Klassische Gruppen für Physiker , von Brian G. Wybourne (1974) Wiley. Hat die brauchbarste Lügengruppentheorie jenseits von Monkey-see-monkey do SU(2) und SU(3). Richtet sich an Leser, die gewöhnlich abstrakte mathematische Notation (eine seltene Art) illustrieren und versuchen, sie zu verstehen. Wenn man einmal gelernt hat, wie man es benutzt, kann man ein ganzes Leben damit verbringen, genau das zu tun. Dynamische Gruppenbehandlung für lösbare Systeme ein echter Klassiker.

  • Lie-Gruppen, Lie-Algebren und einige ihrer Anwendungen , von Robert Gilmore. Etwas chaotisch, aber mit vielen geometrischen Illustrationen und Beispielen und spürt wie wenige andere nicht-triviale, nicht abgedroschene physikalische Anwendungen auf. Von unschätzbarem Wert, um Wigner-Inonu-Kontraktionen jenseits von Name-Dropping zu schätzen. Einfach Vertrauen aufzubauen.

  • Gruppentheorie und ihre Anwendung auf physikalische Probleme (Dover Books on Physics) von Morton Hamermesh. Eine klassische, großzügige, solide und verantwortungsbewusste Ressource der Lie Group; stark von Boomern verlassen. Dies bedeutet tatsächlich, dass es nützlich ist, um ihre universell geteilten "Du weißt schon" zu beleuchten.

  • Einheitliche Symmetrie und Elementarteilchen (2. Aufl. 1978), DB Lichtenberg. Universell geteilter, minimaler Hintergrund auf SU(3), wieder eine Hauptstütze der "Live-in-the-Background"-Boomer-Ressource. Wenn Ihr Lehrer etwas auf den achtfachen Weg wirft, bei dem Sie sich nicht sicher sind, ist dieser bei weitem der wahrscheinlichste, um es zu lösen. Das zweitbeste auf diesem Gebiet ist Quantum Mechanics - Symmetries (Springer, 1989) von W. Greiner und B. Müller. Ausdrücklich, wenn auch etwas schwerfällig; aber hüten Sie sich vor dem seltsamen tatsächlichen stereotypen Missverständnis: Verwenden Sie nicht gedankenlos.

  • Lie Algebras and Applications (Springer 2006) von F. Iachello tabelliert Lie-Algerbas und ihre standardisierten Merkmale auf entzückende Weise. Ein hervorragender Ausgangspunkt (jenseits der Telefonbücher von Patera & McKay) zum Identifizieren oder Anwählen Ihrer Lügengruppe und unabhängig davon Indizes davon – was auch immer.

  • Group Theory: A Physicist's Survey (Cambridge 2010) von P. Ramond, hat das "Zeug" in einer zugänglichen und gut tabellierten Form (hervorragende Anhänge) für den agil arbeitenden Forschungstheoretiker, sagen wir einen BSM-Ermittler. Gute, brauchbare Ressourcentabellen im Geiste von Patera-McKay oder Slansky.

  • Semi-Simple Lie Algebras and Their Representations von Robert N. Cahn ( Benjamin 1984). Gut logisch organisiert, liefert es Beweise und Argumente für den mathematisch anspruchsvollen Physiker auf genau dem richtigen Niveau: kein verkniffenes pedantisches Geschwätz hier.

Abschiedsnotizen: Für fundierte Studentenarbeiten kann R. Slanskys Klassiker 1981 Physics Reports 79 Quellenbuchrezension Gruppentheorie für Unified Model Building kaum enttäuschen. Für einen schnellen Überblick über Dinge, die ein guter Schüler wissen sollte, sollte Kapitel 16 des legendären Mathews & Walker ausreichen. Michael Stones Mathematics for Physics ist eine Perle – Junge, hätte ich es geliebt, wenn es in meinen College-Jahren verfügbar gewesen wäre.

Endlich ein Arbeiterbuch, kein Studentenbuch, das ich hier nur hinzufüge, weil ich nachlässig wäre, wenn ich nicht darauf hinweisen würde, wie wichtig und zugänglich es für theoretische Physiker ist. Wirklich. Die drei Bände von N. Vilenkin & A. Klimyk's Representation of Lie Groups and Special Functions I, II , III , (Kluwer 1991). Wahrhaftig, wie sie Hadamard zitieren,

"Der kürzeste Weg zwischen zwei Wahrheiten im realen Bereich führt durch den komplexen Bereich".

Ich belegte einen Kurs über Gruppentheorie in Physik (basierend auf Cornwell) und obwohl ich alle Beweise befolgte, hatte ich keine Ahnung, wie es mir helfen könnte, physikalische Probleme zu lösen, bis ich Tinkhams Group Theory and Quantum Mechanics aufgriff . Buchstäblich nur 5 Seiten (die Einführung) zu lesen, hatte einen enormen Einfluss auf mein Verständnis, warum die Gruppentheorie für physikalische Anwendungen wichtig ist und nach welcher Art von Gruppen-/Repräsentationseigenschaften ich suchen sollte. Nach fast jedem Hauptgruppen-/Darstellungsergebnis zeigt er, wie es mit einer Quantenrechnung zusammenhängt. Sein Ansatz und seine Beispiele könnten als veraltet angesehen werden (nicht viel über Lie-Gruppen und viel über Kristallographie), aber wenn Sie sich nur mit dem Gebiet vertraut machen, denke ich, dass es das Beste ist, was es gibt.

Ich persönlich empfehle Georgis Buch mit besonderem Fokus auf SU(3).

Und es gibt auch Ramonds Buch , das in die gleiche Richtung geht wie Georgis Lehrbuch.

Auch online sind einige Notizen von Grossman , 't Hooft und Slansky verfügbar

Ich sehe fast alle klassischen Empfehlungen, alle bis auf eine. Es ist dieses Buch von Wu Ki Tung: https://www.amazon.com/Group-Theory-Physics-Wu-Ki-Tung/dp/9971966573 . Es gibt auch das Buch von Willard Miller, aber ich finde das von Wu Ki Tung ansprechender. Schauen Sie sich das Inhaltsverzeichnis in der Amazon-Vorschau an. Es sollte die Bedürfnisse aller Hochschulabsolventen erfüllen, um die QM- und QFT-Kurse zu ergänzen.

Ich kann dieses Buch sehr empfehlen. Weitere Details finden Sie in meiner Antwort

Sternbergs Buch ist exzellent und aufschlussreich, aber für einen Anfänger vielleicht etwas schwierig. Als erste Lektüre empfehle ich Lie-Gruppen, Lie-Algebren und Repräsentationen . Das Buch befasst sich mit der Darstellungstheorie von Lie-Gruppen von Matrizen. Nachdem ich dies gelesen habe, empfehle ich auch das Buch von Sternberg für physikalische Anwendungen und die topologische Sichtweise der Gruppentheorie.

Ich mag Halls Buch sehr.
Ich bin verwirrt. Dieses Buch ist ein Graduiertentext für Mathematik , und das erste Kapitel springt direkt in die Lie-Gruppe, ohne zu erklären, was Gruppe bedeutet. Wie kann das einfacher sein als Sternbergs Buch?
@Ooker Hast du versucht, beides zu lesen? Sternberg ist definitiv schwieriger oder zumindest (als pädagogischer Text) weniger lesbar als Hall. Sternberg bewegt sich im Wesentlichen viel schneller und gibt wenig Motivation, obwohl er technisch weniger voraussetzt. Hall hingegen bewegt sich viel langsamer und vorsichtiger, gibt viel Motivation, ist aber technisch etwas anspruchsvoller.
@ArturodonJuan leider waren sie mir (damals) beide zu weit fortgeschritten. Ich werde das zur Kenntnis nehmen und sehen, ob Halls Buch gut für die Lie-Gruppe ist
Glaubst du, dass es eine gute Idee sein könnte, Halls Buch mit Zees Gruppentheorie zusammenzufassen? Um sowohl einen intuitiveren als auch einen formalen Ansatz zu haben

Die Bücher von JF Cornwell sind gut geschrieben und eine Mischung aus Formalismus und Beispielen. Es gibt mehrere verschiedene Ausgaben, aber "Group Theory in Physics Bände 1 und 2" sind eine ausgezeichnete Wahl, da sie gut ausgewählte Beispiele enthalten.

Ich würde auch Bücher von JFCornwell empfehlen. Außerdem gibt es Vorlesungsunterlagen von meinem Professor an unserer naturwissenschaftlichen Fakultät in Zagreb, aber diese sind auf Kroatisch :-).

Ich bin überrascht, dass noch niemand Lipkin erwähnt hat. Seine „Lie Groups for Pedestrians“ verwenden eine Notation, die nicht allzu veraltet ist, da sie Anfang der 60er Jahre geschrieben wurde. Er befasst sich mit der Verwendung der Gruppentheorie in der Kernphysik, der Elementarteilchenphysik und in symmetriebrechenden Theorien. Von dort ist es nur noch ein kleiner Sprung zu moderneren Theorien.

Georgis Buch (oben erwähnt) mag sogar noch besser sein, aber es ist furchtbar teuer: Als Buch von Dover Press ist Lipkins Buch ziemlich billig und leicht erhältlich. Es kann sogar als PDF-Datei von 4shared heruntergeladen werden. Oder als E-Book bei Google gekauft. Sogar die Vorschau auf Google ist nicht schlecht, da sie überraschend fast vollständig ist.

Lipkin geht davon aus, dass die Leser die Quantenmechanik ungefähr auf dem Niveau des Hauptstudiums Physik kennen, da der quantenmechanische Drehimpulsoperator für seine gesamte Präsentation grundlegend ist; er geht auch davon aus, dass er mit Diracs BH- und Ket-Notation vertraut ist. Aber ich bin sicher, das ist nicht zu viel verlangt.

Heines „Gruppentheorie in der Quantenmechanik“ und Weyls „Die Gruppentheorie und Quantenmechanik“ sind ebenfalls Klassiker, aber ihre Notation ist wirklich alt. Und beide Bücher sind zu alt, um die Verwendung der Gruppentheorie mit QCD oder Symmetriebrechung zu behandeln. Aber diese beiden Bücher erläutern die Philosophie der Verwendung von Gruppen im QM, von der spätere Autoren normalerweise anzunehmen scheinen, dass Sie sie bereits kennen. Heine enthält auch viel mehr als die meisten anderen über die Anwendung endlicher und „punktförmiger“ kristallographischer Gruppen. Aber er scheint immer noch einen mathematisch abstrakteren Ansatz zu wählen, als die meisten Physiker brauchen: Wie Lipkin betont, sind die Interessen eines Physikers und die eines Mathematikers in der Gruppentheorie wirklich unterschiedlich: Als Beispiel für den Unterschied erwähnt Lipkin sogar die Rang von Lie-Algebren, ohne sie jemals zu definieren:(

Es gibt ein kürzlich erschienenes Lehrbuch, das eine ziemlich vollständige und prägnante Darstellung der Gruppentheorie gibt, die sowohl die Struktur als auch die Darstellungen sowohl von endlichen als auch kontinuierlichen (Lie-)Gruppen abdeckt, mit einer kurzen Diskussion über Anwendungen auf Musik (endliche Gruppen) und Elementarteilchen (Lie-Gruppen). ). Das angestrebte Niveau ist Advanced Undergraduate und Beginning Graduate. Es ist frei verfügbar unter

http://www.scribd.com/doc/207786199/Group-Theory-A-Physicist-s-Primer http://www.scribd.com/doc/209840863/Group-Theory-A-Problem-Book

Der Autor hat auch Texte zur zeitgenössischen Teilchen- und Elementarteilchentheorie mitveröffentlicht, von denen einige Teile reale Anwendungen der Gruppentheorie diskutieren.

Es gibt kein gutes Buch für Physiker. Robert Hermann, Lie Groups for Physicists ist lesenswert, aber Sie wollten nicht nur etwas über Lie Groups. Gelfand, Graev und Vilenkin, Les Distributions, vol. 5 oder auf Englisch Generalized Functions, vol. 5 ist gut für die Fourier-Analyse einer Gruppe, die eng mit der Lorentz-Gruppe verwandt ist, richtet sich jedoch nicht an Physiker, ist jedoch hervorragend lesbar und weist einige Fehler auf, die nicht wirklich von Bedeutung sind. Darstellungen von endlichen Gruppen werden behandelt in Boerner, Representations of Groups: With Special Consideration for the Needs of Modern Physicsein alter Klassiker für Physiker. Keines dieser Bücher ist gut, aber es sind die besten, die ich mir vorstellen kann. Strichartz hat über die harmonische Analyse der eigentlichen Lorentzgruppe geschrieben, vielleicht lohnt es sich, vielleicht schaue ich es mir mal an...

Ein berühmter Mathematiker sagte mir einmal, niemand habe Weyl, The Classical Groups , je verstanden . Ich denke, vieles davon wird von Boerner abgedeckt.

Ich glaube, obwohl ich keinen Hinweis finden kann, als Dirac einmal von einem Journalisten gefragt wurde, ob es jemanden gebe, dessen Gedanken über Diracs Kopf seien, antwortete Dirac "Hermann Weyl".
Das gesamte Interview ist in dem von Kursunoglu und Wigner herausgegebenen Gedenkband enthalten
arxiv.org/abs/0810.3328 Studieren Sie dazu arxiv.org/abs/math-ph/0005032 . Das Leben wird schön sein inshaallah.

Für diejenigen, die sich nur für Lie-Gruppen und -Darstellungen interessieren (dh nicht das OP), können Sie Quantentheorie, Gruppen und Darstellungen - Eine Einführung | lesen Peter Woit | Springer

Betont systematisch die Rolle von Lie-Gruppen, Lie-Algebren und ihrer einheitlichen Darstellungstheorie in den Grundlagen der Quantenmechanik

Erratas, Rezensionen und andere Beiträge finden Sie auf der Homepage von Peter Woit

Anstatt den Büchern zu folgen, habe ich Gruppentheorie für Physiker unterrichtet, indem ich diesen Papieren unten gefolgt bin. Die Idee ist, die Papiere von oben nach unten zu studieren und traditionelle Bücher (z. B. Tinkham, Hammermesh, Dresselhaus, Joshi) zu verwenden, um die Lücken zu füllen.

  1. Gruppentheorie und Normalmoden, American Journal of Physics 36, 529 (1968)
  2. Nonsymmorphic Symmetries and Their Consequences (unveröffentlichter Bericht für eine MIT-Klasse)

Diese decken nur Punktgruppen- und Raumgruppensymmetrien für die Festkörperphysik ab. Für das nächste Semester darf ich auch dieses Papier verwenden:

  1. Galileo- und Lorentz-Transformationen: eine Studie über die Gruppentheorie (auf Portugiesisch)

Aber es wäre schön, diese durch eine Arbeit zu ergänzen, die Lie-Algebren verwendet, um ein einfaches, aber interessantes und anschauliches Problem zu lösen (Grundstudium). Irgendwelche Vorschläge?

Von der Liste der neuen Bücher, die in den anderen Antworten aufgeführt sind, gefällt mir "Anthony Zee - Group Theory in a Nutshell for Physicists". Ich ergänze die Liste um diese beiden:

  1. AW Joshi, Elemente der Gruppentheorie für Physiker
  2. Zhong-Qi Ma, Gruppentheorie für Physiker
Warum verwenden Sie keine traditionellen Bücher für den Unterricht?
Ich verwende Tinkham, Hammermesh, Joshi und Zhong-Qi Ma oben und ein brasilianisches. Meine Erfahrung ist jedoch, dass sich die Studenten mehr engagieren, wenn sie diese Bücher studieren, während sie einigen Papieren folgen. Mein Ansatz besteht darin, den obigen Papieren Absatz für Absatz zu folgen und die Bücher zu lesen, um zu verstehen, was das Papier tut, und sie mit einer tieferen Diskussion zu jedem Thema zu ergänzen. Die Schüler werden viel konzentrierter und interessierter am Unterricht.