量子場(chǎng)論(十二):洛倫茲群的矢量表示
洛倫茲變換的無(wú)窮小參數(shù)可以轉(zhuǎn)化為:
其中定義為:
容易看出,它是反對(duì)稱的:
它的另一種寫法是:
這樣的話,無(wú)窮小洛倫茲變換就是:
與
的對(duì)易關(guān)系為:
即:
可見,滿足洛倫茲代數(shù)關(guān)系,
是洛倫茲群的四維矢量表示。因而
就是矢量表示的生成元矩陣,作用的對(duì)象是洛倫茲矢量。
無(wú)窮小洛倫茲變換的矩陣記法為:
它可以看作矩陣級(jí)數(shù):
展開到一階項(xiàng)的結(jié)果。矩陣與度規(guī)矩陣
滿足:
即:
從而:
若兩個(gè)同階方陣互相對(duì)易,即,那么二項(xiàng)式定理是成立的:
把階乘推廣到負(fù)整數(shù),對(duì)于整數(shù),定義:
從而,對(duì)于,有
。這樣一來(lái),可以把(12.13)右邊的級(jí)數(shù)化為無(wú)窮級(jí)數(shù):
由此推出:
上式對(duì)對(duì)易的算符也成立。
由于,根據(jù)(12.12)與(12.16),有:
故,即由(12.9)定義的
滿足保度規(guī)條件,確實(shí)是洛倫茲變換。此時(shí),變換參數(shù)
可以不是無(wú)窮小,而是一個(gè)有限值,所以,
是用洛倫茲群矢量表示生成元表達(dá)出來(lái)的有限變換。由于變換參數(shù)
可以連續(xù)地變化到
,用(12.18)式表達(dá)的洛倫茲變換在群空間中與恒等變換相連通,因而它屬于固有保時(shí)向洛倫茲群。當(dāng)
遍歷群空間中所有參數(shù)取值時(shí),洛倫茲變換(12.18)遍歷所有的固有保時(shí)向洛倫茲群元素。
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