Zwei Möglichkeiten, SU(2)SU(2)SU(2)-Singlets zu bilden?

Ich versuche, die beiden Formen der Formgebung miteinander in Einklang zu bringen S U ( 2 ) Singlets aus einem Paar Dubletten.

Methode (1) : Wenn v = ( v 1 v 2 ) Und w = ( w 1 w 2 ) sind zwei S U ( 2 ) Dubletts, dann kann ich ein Singulett bilden, indem ich die antisymmetrische Kombination nehme:

( v w ) Unterhemd = ϵ ich J v ich w J = v 1 w 2 v 2 w 1

Methode (2) : Unter Verwendung der gleichen Objekte aus Methode 1 kann ich ein Singulett bilden, indem ich einfach die konjugierte Transponierte von einem von ihnen nehme, sagen wir v = ( v 1 v 2 ) , und kontrahieren sie direkt:

( v w ) Unterhemd = ( v ) ich w ich = v 1 w 1 + v 2 w 2 .

Sind das also zwei verschiedene Arten, Singlets zu bilden? Gibt es eine Möglichkeit, dies von einem allgemeineren Standpunkt aus zu verstehen, sagen wir S U ( 3 ) ? Warum ist es in der elementaren Quantenmechanik so, wenn wir Spin-Singlets aus Wellenfunktionen mit Methode (1) bilden und nicht mit Methode (2)?

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Als Hinweis für mich und andere, ( v ) ich Und ϵ ich J v J sind zwei verschiedene Objekte. Aber beide verwandeln sich auf die gleiche Weise; nämlich als 2 ¯ .

Antworten (2)

Ich denke, es entsteht Verwirrung, weil der metrische Tensor darin versteckt ist S U ( 2 ) , also werde ich einarbeiten S U ( P , Q ) und sich dann darauf spezialisieren S U ( 2 ) . Die inäquivalenten definierenden Wiederholungen der allgemeinen linearen Gruppe G L ( M , C ) auf den vier Vektorräumen getragen v M , v ~ M , v M , v ~ M Vektoren wie folgt transformieren.

v ' A = [ D ( G ) ]     B A v B v A ' = [ D ( G T ) ] A     B v B v A ¯ ' = [ D ( G ) ] A ¯     B ¯ v B ¯ v ' A ¯ = [ D ( G ) ]     B ¯ A ¯ v B ¯
S U ( P , Q ) mit P + Q = M ist definiert als die Untergruppe, unter der der hermitische metrische Tensor ICH     B A ¯ verwandelt sich trivial. Der metrische Tensor kann verwendet werden, um gewöhnliche Indizes in gesperrte Indizes umzuwandeln.
v A ¯ = ICH     B A ¯ v B
Der metrische Tensor ist invariant unter S U ( P , Q ) es pendelt also mit den Gruppenmatrizen und damit dem rep D ( G ) entspricht dem rep D ( G ) . Eine durch Zustände dargestellte physikalische Größe v A ist die gleiche Art von physikalischer Größe, wie sie durch Zustände dargestellt wird v A ¯ .

Spezialisieren Sie sich jetzt darauf M = 2 so ist die Gruppe S U ( 2 ) oder S U ( 1 , 1 ) . Der Levi-Civita-Tensor ϵ A B kann verwendet werden, um kontravariante Indizes in kovariante Indizes umzuwandeln.

v A = ϵ A B v B
Der Levi-Civita-Tensor ist auch unter der Gruppe invariant und daher die Rep D ( G T ) entspricht dem rep D ( G ) .

Das Unterhemd ϵ A B v A w B = v A w A . Dies sind zwei äquivalente 1-d Irreps, die weitergeführt werden v 2 v 2 Und v 2 v ~ 2 . Sie stellen dieselbe Art von physikalischer Größe dar: einen Spin-0-Zustand. Also, wenn man zwei Spinhalbzustände hat ψ A Und ϕ A , der Spin-Null-Zustand ist ϵ A B ψ A ϕ B oder gleichwertig ψ A ϕ A . In der zweiten Form braucht man einen Zustand ϕ A das ist die gleiche Art von physikalischer Größe (eine Spin-Hälfte) wie ϕ A ¯ . A ϕ A ¯ verwandelt sich als D ( G ) also wenn man eine hat ϕ A dann der natürliche Weg, um etwas zu verwandeln, wie D ( G ) ist zu verwenden ( ϕ A ) . Auf diese Weise entsteht auch eine Spin-Null ψ A ( ϕ A ) .

Diese Antwort zusammen mit dem Ergebnis von @Qmechanic hat die Verwirrung geklärt! Besonders diese Antwort ist von unschätzbarem Wert. Würden Sie wissen, wo ich Informationen zur Darstellungstheorie von finden könnte? G L ( M , C ) wie Sie in dieser Antwort erwähnen?
@QuantumDot: Ich habe das aus Wu-Ki Tungs Buch "Group Theory in Physics" gelernt.

Die beiden Methoden von OP sind isomorph. Im Allgemeinen ist man nur daran interessiert, Darstellungen modulo isomorph zu klassifizieren. Der Punkt ist der für die Lie-Gruppe S U ( 2 ) , die Spinordarstellung 2 und die komplex konjugierte Spinordarstellung 2 ¯ sind äquivalente Darstellungen 2 2 ¯ . Die Äquivalenz ergibt sich genau durch Multiplikation mit dem Epsilon-Zeichen.

Im Gegensatz dazu die Repräsentation 3 und komplexe konjugierte Darstellung 3 ¯ der Lie-Gruppe S U ( 3 ) sind nicht gleichwertig.

Nur zur Verdeutlichung, ich habe einen Spinor ψ in Vertretung 2 . Dann ist ψ = ϵ ψ eine Gleichberechtigung? oder bedeutet dies, dass sich nur die linke und die rechte Seite auf die gleiche Weise transformieren ( dh 2 ¯ ).
Nun, wenn die Metrik zum Anheben und Absenken von Spinor-Indizes dient δ ich J , dann können Sie von einem Objekt, das sich als Spinor umwandelt, zu einem Objekt gelangen, das sich als komplex konjugierter Spinor umwandelt, indem Sie mit dem Epsilon-Symbol multiplizieren. Dies funktioniert für jede Vorzeichenkonvention von Epsilon.
Oh, das ist etwas Neues! Ich dachte, dass die Metrik unbedingt sein musste ϵ . Ich kann es mir aussuchen δ ? Wie auch immer, was ist, wenn meine Metrik zum Anheben und Absenken von Indizes tatsächlich ist ϵ ich J ; womit wäre dann zu multiplizieren? Danke!
Das Epsilon-Symbol ist streng genommen keine Metrik. Eine (echte) Metrik η ich J ist per definitionem symmetrisch. Für die Lie-Gruppe U ( 2 ) , ist die Metrik positiv definit. A 2 × 2 Matrix U U ( 2 ) erfüllt U η U = η . Eine Änderung in der Wahl der Metrik ändert also die mögliche Wahl des Gruppenelements U . Jeder vernünftige Mensch würde wählen η ich J = δ ich J .