فوك سبيس

فضاء فوك هو بناء جبري يُستخدم في ميكانيكا الكم لإنشاء فضاء الحالات الكمومية لعدد متغير أو غير معروف من الجسيمات المتطابقة انطلاقًا من فضاء هيلبرت لجسيم واحد H. سُمي هذا الفضاء نسبةً إلى ف. أ. فوك الذي قدمه لأول مرة في بحثه المنشور عام 1932 بعنوان "Konfigurationsraum und zweite Quantelung" (" فضاء التكوين والتكميم الثاني "). [ 1 ] [ 2 ]

بصورة غير رسمية، يُعرَّف فضاء فوك بأنه مجموع مجموعة من فضاءات هيلبرت التي تُمثل حالات الجسيمات الصفرية، وحالات الجسيمات الأحادية، وحالات الجسيمات الثنائية، وهكذا. إذا كانت الجسيمات المتطابقة بوزونات ، فإن حالات الجسيمات n تُمثل متجهات في حاصل ضرب موتر متناظر لـ n فضاء هيلبرت أحادي الجسيم H. أما إذا كانت الجسيمات المتطابقة فرميونات ، فإن حالات الجسيمات n تُمثل متجهات في حاصل ضرب موتر غير متناظر لـ n فضاء هيلبرت أحادي الجسيم H (انظر الجبر المتناظر والجبر الخارجي على التوالي). الحالة العامة في فضاء فوك هي توليفة خطية من حالات الجسيمات n ، حالة واحدة لكل n .

من الناحية الفنية، فإن فضاء فوك هو ( إكمال فضاء هيلبرت لـ) المجموع المباشر للموترات المتناظرة أو المتضادة في قوى الموتر لفضاء هيلبرت أحادي الجسيم H ، Fν(ح)=ن=0Sνحن¯ .{\displaystyle F_{\nu }(H)={\overline {\bigoplus _{n=0}^{\infty }S_{\nu }H^{\otimes n}}}~.}

هناSν{\displaystyle S_{\nu }}هو المؤثر الذي يجعل الموتر متناظرًا أو مضادًا للتناظر، اعتمادًا على ما إذا كان فضاء هيلبرت يصف الجسيمات التي تخضع لقانون بوزوني(ν=+){\displaystyle (\nu =+)}أو فرميونية(ν=-){\displaystyle (\nu =-)}الإحصائيات، ويمثل الخط العلوي اكتمال الفضاء. يمكن بدلاً من ذلك بناء فضاء فوك البوزوني (أو الفرميوني) على أنه (اكتمال فضاء هيلبرت) للموترات المتناظرةF+(ح)=S*ح¯{\displaystyle F_{+}(H)={\overline {S^{*}H}}}(أو الموترات المتناوبة)F-(ح)=*ح¯{\textstyle F_{-}(H)={\overline {{\bigwedge }^{*}H}}}). لكل أساس لـ H ، يوجد أساس طبيعي لفضاء فوك، حالات فوك .

تعريف

فضاء فوك هو المجموع المباشر (الهيلبرتي) لحاصل ضرب الموترات لنسخ من فضاء هيلبرت أحادي الجسيمح{\displaystyle H}

Fν(ح)=ن=0Sνحن=جح(Sν(حح))(Sν(ححح)){\displaystyle F_{\nu }(H)=\bigoplus _{n=0}^{\infty }S_{\nu }H^{\otimes n}=\mathbb {C} \oplus H\oplus \left(S_{\nu }\left(H\otimes H\right)\right)\oplus \left(S_{\nu }\left(H\otimes H\otimes H\right)\right)\oplus \cdots }

هناج{\displaystyle \mathbb {C} }، وهي الكميات العددية المركبة ، تتكون من الحالات التي لا تحتوي على جسيمات.ح{\displaystyle H}حالات جسيم واحد،Sν(حح){\displaystyle S_{\nu }(H\otimes H)}حالات جسيمين متطابقين، إلخ.

حالة عامة فيFν(ح){\displaystyle F_{\nu }(H)}يُعطى بواسطة

|Ψν=|Ψ0ν|Ψ1ν|Ψ2ν=أ|0أناأأنا|ψأناأناجأأناج|ψأنا،ψجν$ \oplus \sum _{ij}a_{ij}|\psi _{i}،\psi _{j}\rangle _{\nu }\oplus \cdots } أين

  • |0{\displaystyle |0\rangle }هو متجه طوله 1 يُسمى حالة الفراغ وأج{\displaystyle a\in \mathbb {C} }هو معامل مركب،
  • |ψأناح{\displaystyle |\psi _{i}\rangle \in H}هي حالة في فضاء هيلبرت للجسيم الواحد وأأناج{\displaystyle a_{i}\in \mathbb {C} }هو معامل مركب،
  • |ψأنا،ψجν=أأناج|ψأنا|ψج+أجأنا|ψج|ψأناSν(حح)//، وأأناج=νأجأناج{\displaystyle a_{ij}=\nu a_{ji}\in \mathbb {C} }هو معامل مركب، إلخ.

يُعد تقارب هذا المجموع اللانهائي مهمًا إذاFν(ح){\displaystyle F_{\nu }(H)}يجب أن يكون فضاء هيلبرت. من الناحية الفنية، نحن بحاجة إلىFν(ح){\displaystyle F_{\nu }(H)}أن تكون هذه المجموعة هي الإكمال الفضائي لهيلبرت للمجموع المباشر الجبري. وهي تتكون من جميع المجموعات غير المنتهية|Ψν=(|Ψ0ν،|Ψ1ν،|Ψ2ν،...){\displaystyle |\Psi \rangle _{\nu }=(|\Psi _{0}\rangle _{\nu },|\Psi _{1}\rangle _{\nu },|\Psi _{2}\rangle _{\nu },\ldots )}بحيث يكون المعيار ، المحدد بواسطة الضرب الداخلي، محدودًا |Ψνν2=ن=0Ψن|Ψنν<{\displaystyle \||\Psi \rangle _{\nu }\|_{\nu }^{2}=\sum _{n=0}^{\infty }\langle \Psi _{n}|\Psi _{n}\rangle _{\nu }<\infty } حيثن{\displaystyle n}يُعرَّف معيار الجسيم بواسطة Ψن|Ψنν=أنا1،...أنانج1،...جنأأنا1،...،أنان*أج1،...،جنψأنا1|ψج1ψأنان|ψجن{\displaystyle \langle \Psi _{n}|\Psi _{n}\rangle _{\nu }=\sum _{i_{1},\ldots i_{n}}\sum _{j_{1},\ldots j_{n}}a_{i_{1},\ldots ,i_{n}}^{*}a_{j_{1},\ldots ,j_{n}}\langle \psi _{i_{1}}|\psi _{j_{1}}\rangle \cdots \langle \psi _{i_{n}}|\psi _{j_{n}}\rangle } أي، تقييد المعيار على حاصل الضرب الموتريحن{\displaystyle H^{\otimes n}}

بالنسبة لحالتين عامتين |Ψν=|Ψ0ν|Ψ1ν|Ψ2ν=أ|0أناأأنا|ψأناأناجأأناج|ψأنا،ψجν،{\displaystyle |\Psi \rangle _{\nu }=|\Psi _{0}\rangle _{\nu }\oplus |\Psi _{1}\rangle _{\nu }\oplus |\Psi _{2}\rangle _{\nu }\oplus \cdots =a|0\rangle \oplus \sum _{i}a_{i}|\psi _{i}\rangle \oplus \sum _{ij}a_{ij}|\psi _{i},\psi _{j}\rangle _{\nu }\oplus \cdots ,}و |Φν=|Φ0ν|Φ1ν|Φ2ν=ب|0أنابأنا|ϕأناأناجبأناج|ϕأنا،ϕجν{\displaystyle |\Phi \rangle _{\nu }=|\Phi _{0}\rangle _{\nu }\oplus |\Phi _{1}\rangle _{\nu }\oplus |\Phi _{2}\rangle _{\nu }\oplus \cdots =b|0\rangle \oplus \sum _{i}b_{i}|\phi _{i}\rangle \oplus \sum _{ij}b_{ij}|\phi _{i},\phi _{j}\rangle _{\nu }\oplus \cdots } المنتج الداخلي علىFν(ح){\displaystyle F_{\nu }(H)}ثم يُعرَّف على النحو التالي: Ψ|Φν:=نΨن|Φنν=أ*ب+أناجأأنا*بجψأنا|ϕج+أناجكلأأناج*بكلψأنا|ϕكψج|ϕلν+{\displaystyle \langle \Psi |\Phi \rangle _{\nu }:=\sum _{n}\langle \Psi _{n}|\Phi _{n}\rangle _{\nu }=a^{*}b+\sum _{ij}a_{i}^{*}b_{j}\langle \psi _{i}|\phi _{j}\rangle +\sum _{ijkl}a_{ij}^{*}b_{kl}\langle \psi _{i}|\phi _{k}\rangle \langle \psi _{j}|\phi _{l}\rangle _{\nu }+\cdots } حيث نستخدم المنتجات الداخلية في كل منن{\displaystyle n}فضاءات هيلبرت ذات الجسيمات. لاحظ أن، على وجه الخصوصن{\displaystyle n}تكون الفضاءات الفرعية للجسيمات متعامدة بالنسبة لـن{\displaystyle n}.

حالات المنتج، والجسيمات غير القابلة للتمييز، وأساس مفيد لفضاء فوك

حالة الضرب في فضاء فوك هي حالة من الشكل

|Ψν=|ϕ1،ϕ2،،ϕنν=|ϕ1|ϕ2|ϕن{\displaystyle |\Psi \rangle _{\nu }=|\phi _{1},\phi _{2},\cdots ,\phi _{n}\rangle _{\nu }=|\phi _{1}\rangle \otimes |\phi _{2}\rangle \otimes \cdots \otimes |\phi _{n}\rangle }

والتي تصف مجموعة منن{\displaystyle n}الجسيمات، إحداها لها حالة كموميةϕ1{\displaystyle \phi _{1}}، آخرϕ2{\displaystyle \phi _{2}}وهكذا حتىن{\displaystyle n}الجسيم رقم 1، حيث كلϕأنا{\displaystyle \phi _{i}}أي حالة من فضاء هيلبرت للجسيم الواحدح{\displaystyle H}هنا يتم وضع الجسيمات المفردة جنبًا إلى جنب (كتابة متجهات الجسيمات المفردة جنبًا إلى جنب، بدون{\displaystyle \otimes }يمثل الضرب المتناظر (أو غير المتناظر) في جبر الموترات المتناظر (أو غير المتناظر) . الحالة العامة في فضاء فوك هي توليفة خطية من حالات الضرب. تُسمى الحالة التي لا يمكن كتابتها كمجموع محدب لحالات الضرب حالة متشابكة .

عندما نتحدث عن جسيم واحد في حالةϕأنا{\displaystyle \phi _{i}}يجب أن نضع في اعتبارنا أنه في ميكانيكا الكم، لا يمكن التمييز بين الجسيمات المتطابقة . ففي فضاء فوك نفسه، تكون جميع الجسيمات متطابقة. (لوصف أنواع متعددة من الجسيمات، نأخذ حاصل الضرب الموتري لعدد من فضاءات فوك المختلفة يساوي عدد أنواع الجسيمات قيد الدراسة). ومن أهم مميزات هذا النموذج أن الحالات متناظرة ضمنيًا بشكل صحيح. على سبيل المثال، إذا كانت الحالة المذكورة أعلاه|Ψ-{\displaystyle |\Psi \rangle _{-}}إذا كانت المادة فرميونية، فسيكون الناتج صفرًا إذا كان اثنان (أو أكثر) منϕأنا{\displaystyle \phi _{i}}متساويان لأن الناتج الخارجي (غير المتناظر)|ϕأنا|ϕأنا=0{\displaystyle |\phi _{i}\rangle |\phi _{i}\rangle =0}هذا صياغة رياضية لمبدأ استبعاد باولي، الذي ينص على أنه لا يمكن أن يتواجد فرميونان (أو أكثر) في نفس الحالة الكمومية. في الواقع، عندما تكون حدود حاصل الضرب الرسمي مرتبطة خطيًا، فإن حاصل الضرب يساوي صفرًا بالنسبة للموترات المتناظرة عكسيًا. كذلك، فإن حاصل ضرب الحالات المتعامدة يكون متعامدًا بشكل صحيح بحكم التعريف (مع أنه قد يساوي صفرًا في حالة فيرمي عندما تتساوى حالتان).

يُعدّ أساس عدد الإشغال أساسًا مفيدًا ومناسبًا لمساحة فوك . بافتراض وجود أساس{|ψأنا}أنا=0،1،2،...{\displaystyle \{|\psi _{i}\rangle \}_{i=0,1,2,\dots }}لح{\displaystyle H}يمكننا الإشارة إلى الحالة بـ ن0{\displaystyle n_{0}}الجسيمات في الحالة|ψ0{\displaystyle |\psi _{0}\rangle }، ن1{\displaystyle n_{1}}الجسيمات في الحالة|ψ1{\displaystyle |\psi _{1}\rangle }...نك{\displaystyle n_{k}}الجسيمات في الحالة|ψك{\displaystyle |\psi _{k}\rangle }ولا توجد جسيمات في الحالات المتبقية، وذلك بتحديد

|ن0،ن1،...،نكν=|ψ0ن0|ψ1ن1|ψكنك،{\displaystyle |n_{0},n_{1},\ldots ,n_{k}\rangle _{\nu }=|\psi _{0}\rangle ^{n_{0}}|\psi _{1}\rangle ^{n_{1}}\cdots |\psi _{k}\rangle ^{n_{k}},}

حيث كلنأنا{\displaystyle n_{i}}تأخذ القيمة 0 أو 1 للجسيمات الفرميونية، و0، 1، 2، ... للجسيمات البوزونية. لاحظ أنه يمكن حذف الأصفار الزائدة دون تغيير الحالة. تُسمى هذه الحالة حالة فوك .|ψأنا{\displaystyle |\psi _{i}\rangle }تُفهم حالات فوك على أنها حالات مستقرة لحقل حر، وتصف هذه الحالات مجموعة من الجسيمات غير المتفاعلة بأعداد محددة. وأعم حالة فوك هي تراكب خطي لحالات نقية.

يُعدّ كلٌّ من عاملي الإنشاء والإفناء من العوامل ذات الأهمية الكبيرة ، حيث يقوم أحدهما، عند تطبيقه على حالة فوك، بإضافة جسيم إلى الحالة الكمومية المنسوبة إليه، بينما يقوم الآخر، على التوالي، بإزالته منها. ويُرمز لهما بـأ(ϕ){\displaystyle a^{\dagger }(\phi )\,}للخلق وأ(ϕ){\displaystyle a(\phi )}للإفناء على التوالي. لإنشاء ("إضافة") جسيم، الحالة الكمومية|ϕ{\displaystyle |\phi \rangle }متناظر أو خارجي - مضروب في|ϕ{\displaystyle |\phi \rangle }وعلى التوالي، لإفناء (إزالة) جسيم، يتم أخذ ناتج ضرب داخلي (زوجي أو فردي) معϕ|{\displaystyle \langle \phi |}، وهو المرافق لـأ(ϕ){\displaystyle a^{\dagger }(\phi )}من الملائم في كثير من الأحيان العمل مع حالات الأساس لـح{\displaystyle H}بحيث تقوم هذه المؤثرات بإزالة وإضافة جسيم واحد فقط في حالة الأساس المعطاة. كما تعمل هذه المؤثرات كمولدات لمؤثرات أكثر عمومية تعمل على فضاء فوك، على سبيل المثال مؤثر العدد الذي يحدد عدد الجسيمات في حالة معينة.|ϕأنا{\displaystyle |\phi _{i}\rangle }يكونأ(ϕأنا)أ(ϕأنا){\displaystyle a^{\dagger }(\phi _{i})a(\phi _{i})}.

تفسير الدالة الموجية

غالباً ما تكون مساحة الجسيمات الواحدةح{\displaystyle H}يُعطى على النحو التاليل2(X،μ){\displaystyle L_{2}(X,\mu )}، فضاء الدوال القابلة للتكامل التربيعي على فضاءX{\displaystyle X}مع القياسμ{\displaystyle \mu }(بمعنى أدق، فئات التكافؤ للدوال القابلة للتكامل التربيعي حيث تكون الدوال متكافئة إذا اختلفت على مجموعة قياسها صفر ). المثال النموذجي هو الجسيم الحر معح=ل2(R3،د3x){\displaystyle H=L_{2}(\mathbb {R} ^{3},d^{3}x)}فضاء الدوال القابلة للتكامل التربيعي في الفضاء ثلاثي الأبعاد . ومن ثم، فإن فضاءات فوك لها تفسير طبيعي على أنها دوال قابلة للتكامل التربيعي متناظرة أو غير متناظرة كما يلي.

يتركX0={*}{\displaystyle X^{0}=\{*\}}وX1=X{\displaystyle X^{1}=X}،X2=X×X{\displaystyle X^{2}=X\times X}،X3=X×X×X{\displaystyle X^{3}=X\times X\times X}إلخ. لنعتبر فضاء مجموعات النقاط الذي هو الاتحاد المنفصل

X*=X0⨿X1⨿X2⨿X3⨿.{\displaystyle X^{*}=X^{0}\amalg X^{1}\amalg X^{2}\amalg X^{3}\amalg \cdots .}

له مقياس طبيعيμ*{\displaystyle \mu ^{*}}بحيثμ*(X0)=1{\displaystyle \mu ^{*}(X^{0})=1}وتقييدμ*{\displaystyle \mu ^{*}}لXن{\displaystyle X^{n}}يكونμن{\displaystyle \mu ^{n}}مساحة فوك المتساويةF+(ل2(X،μ)){\displaystyle F_{+}(L_{2}(X,\mu ))}ويمكن بعد ذلك تحديدها مع فضاء الدوال المتناظرة فيل2(X*،μ*){\displaystyle L_{2}(X^{*},\mu ^{*})}بينما مساحة فوك الغريبةF-(ل2(X،μ)){\displaystyle F_{-}(L_{2}(X,\mu ))}يمكن تحديدها بفضاء الدوال المتناظرة عكسيًا. وينتج هذا التحديد مباشرةً من التحويل المتساوي القياس.ل2(X،μ)نل2(Xن،μن){\displaystyle L_{2}(X,\mu )^{\otimes n}\to L_{2}(X^{n},\mu ^{n})}ψ1(x)ψن(x)ψ1(x1)ψن(xن){\displaystyle \psi _{1}(x)\otimes \cdots \otimes \psi _{n}(x)\mapsto \psi _{1}(x_{1})\cdots \psi _{n}(x_{n})}.

دوال موجية معطاةψ1=ψ1(x)،...،ψن=ψن(x){\displaystyle \psi _{1}=\psi _{1}(x),\ldots ,\psi _{n}=\psi _{n}(x)}محدد سلاتر

Ψ(x1،...xن)=1ن!|ψ1(x1)ψن(x1)ψ1(xن)ψن(xن)|{\displaystyle \Psi (x_{1},\ldots x_{n})={\frac {1}{\sqrt {n!}}}{\begin{vmatrix}\psi _{1}(x_{1})&\cdots &\psi _{n}(x_{1})\\\vdots &\ddots &\vdots \\\psi _{1}(x_{n})&\cdots &\psi _{n}(x_{n})\\\end{vmatrix}}} هي دالة مضادة للتناظر علىXن{\displaystyle X^{n}}وبالتالي، يمكن تفسيره بشكل طبيعي على أنه عنصر من عناصرن{\displaystyle n}قطاع الجسيمات في فضاء فوك الفردي. يتم اختيار التطبيع بحيثΨ=1{\displaystyle \|\Psi \|=1}إذا كانت الدوالψ1،...،ψن{\displaystyle \psi _{1},\ldots ,\psi _{n}}متعامدة. يوجد "محدد سلاتر" مشابه مع استبدال المحدد بالمحدد الذي يعطي عناصر منن{\displaystyle n}-قطاع من فضاء فوك الزوجي.

نظرية التمثيل

في نظرية التمثيل ، يمكن وصف فضاءات فوك بأنها وحدات دورية مُولَّدة بواسطة متجه مميز، هو الفراغ . تعمل عوامل الإفناء على إزالة الفراغ، بينما يؤدي التطبيق المتكرر لعوامل الإنشاء إلى توليد متجهات الأساس المتبقية. بالتالي، يمكن اعتبار فضاء فوك فضاء تمثيل للجبر المُوَلَّد بواسطة عوامل الإنشاء والإفناء. بالنسبة للبوزونات، يُعطي فضاء فوك المتناظر تمثيل فوك القياسي لعلاقات التبادل الأساسية ، أو ما يُكافئه لجبر فايل . أما بالنسبة للفيرميونات، فيُعطي فضاء فوك غير المتناظر التمثيل المُقابل لعلاقات التبادل المضاد الأساسية ، أو ما يُكافئه لجبر كليفورد . [ 3 ] يكون متجه الفراغ دوريًا في كلتا الحالتين.

في حالة البوزونات، بالنسبة لفضاء أحادي الجسيم ذي أبعاد محدودة، تُعرّف علاقات التبادل الأساسية جبر هايزنبرغ المُوَلَّد بواسطة مُعاملي الإنشاء والإفناء بالإضافة إلى عنصر مركزي، يعمل كعنصر محايد في تمثيل فوك المعتاد. جبر فايل المُقابل هو خارج قسمة الجبر الشامل لهذا الجبر الهايزنبرغي على العلاقة التي يعمل بها العنصر المركزي كـ1{\displaystyle 1}تُغلق التعبيرات التربيعية في عوامل الإنشاء والإفناء تحت تأثير المُبدِّل، وتُعطي تمثيلاً لجبر لي التبسيطي.sص(2ن){\displaystyle {\mathfrak {sp}}(2n)}على مستوى المجموعة، يُعرف هذا بالمذبذب، أو التمثيل الميتابليكتي . [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

فضاء فوك البوزوني غير قابل للاختزال كتمثيل قياسي لجبر هايزنبرغ أو جبر فايل، ولكنه يتحلل إلى مكونات زوجية وفردية غير قابلة للاختزال تحت التأثير التربيعي لـsص(2ن){\displaystyle {\mathfrak {sp}}(2n)}مع مراعاة اتفاقية الوزن الأعلى المعتادة لـsص(2ن){\displaystyle {\mathfrak {sp}}(2n)}هذان المكونان لهما أعلى الأوزان-12ωن{\displaystyle -{\frac {1}{2}}\omega _{n}}وωن-1-32ωن{\displaystyle \omega _{n-1}-{\frac {3}{2}}\omega _{n}}، أينω1،...،ωن{\displaystyle \omega _{1},\ldots ,\omega _{n}}هي الأوزان الأساسية من النوع-جن{\displaystyle C_{n}}نظام الجذر . في الإحداثيات القياسيةεأنا{\displaystyle \varepsilon _{i}}في جبر كارتان الفرعي ، تكون هذه الأوزان الأساسيةωك=ε1++εك{\displaystyle \omega _{k}=\varepsilon _{1}+\cdots +\varepsilon _{k}}وبالمثل، في نموذج فوك الهولومورفي، يمكن اعتبار المكونين، اعتمادًا على اختيار الجذور الموجبة، وحدات مولدة بواسطة قطاعات الفراغ الزوجية والفردية. [ 7 ] [ 6 ]

في حالة الفرميونات، يتم الحصول على العلاقة مع تمثيلات اللف المغزلي عن طريق اختيار استقطاب للفضاء التربيعي. إذايو{\displaystyle U}هو فضاء أحادي الجسيم ذو أبعاد محدودة، يشكل الفضاء التربيعييويو*{\displaystyle U\oplus U^{\ast }}، مع شكل ثنائي خطي متناظر معطى بواسطة الاقتران الطبيعي بينيو{\displaystyle U}ويو*{\displaystyle U^{\ast }}الحدّان هما فضاءان فرعيان متناحيان أقصى متكاملان. فضاء فوك الفرميونيΛ*يو{\displaystyle \Lambda ^{\ast }U}إذن، وحدة السبينور المرتبطة بهذا الاستقطاب هي: عناصر منيو{\displaystyle U}تعمل عن طريق الضرب الخارجي، بينما عناصريو*{\displaystyle U^{\ast }}تعمل هذه العمليات عن طريق الانكماش. وتُحقق هذه العمليات علاقات التبادل المضاد المتعارف عليها، وبالتالي تُعطي الفعل القياسي لجبر كليفورد.جل(يويو*){\displaystyle \mathrm {Cl} (U\oplus U^{\ast })}علىΛ*يو{\displaystyle \Lambda ^{\ast }U}[ 8 ]

تُولّد التعبيرات التربيعية في مُعاملات الإنشاء والإفناء الفرميونية فعلًا لجبر لي متعامد .so(2ن){\displaystyle {\mathfrak {so}}(2n)}، أين2ن=خافت(يويو*){\displaystyle 2n=\dim(U\oplus U^{\ast })}الأجزاء الزوجية والفرديةΛهـvهـنيو{\displaystyle \Lambda ^{\mathrm {even} }U}وΛoدديو{\displaystyle \Lambda ^{\mathrm {odd} }U}أعطِ تمثيلي نصف الدوران. مع مولد كليفورد إضافي واحد، الفضاء الكاملΛ*يو{\displaystyle \Lambda ^{\ast }U}يعطي تمثيل الدوران لـso(2ن+1){\displaystyle {\mathfrak {so}}(2n+1)}[ 9 ]

تُستخدم فضاءات فوك أيضًا في الجبر اللانهائي الأبعاد. يمكن تمثيل فضاء فوك الفرميوني كجبر خارجي شبه لانهائي، ويُستخدم لبناء تمثيلات لجبر المصفوفات اللانهائي الرتبة وجبر لي الأفيني . وبالمثل، تظهر فضاءات فوك البوزونية كوحدات نمطية لجبر هايزنبرغ وفي بناء جبر الرؤوس . تُحدد مطابقة البوزون-الفرميون بعض تمثيلات فوك البوزونية والفرميونية، وهي مثال محوري على دور فضاء فوك في نظرية التمثيل. [ 10 ] [ 11 ]

العلاقة بفضاء سيغال-بارغمان

عرّف فضاء سيغال-بارغمانبشمال{\displaystyle B_{N}}[ 12 ] منالدوال الهولومورفيةالقابلة للتكامل التربيعي بالنسبة إلىمقياس غاوسي:

F2(جشمال)={و:جشمالج|وF2(جشمال)<}،{\displaystyle {\mathcal {F}}^{2}\left(\mathbb {C} ^{N}\right)=\left\{f\colon \mathbb {C} ^{N}\to \mathbb {C} \mid \Vert f\Vert _{{\mathcal {F}}^{2}(\mathbb {C} ^{N})}<\infty \right\},} أين وF2(جشمال):=جشمال|و(z)|2هـ-π|z|2دz.{\displaystyle \Vert f\Vert _{{\mathcal {F}}^{2}(\mathbb {C} ^{N})}:=\int _{\mathbb {C} ^{N}}\vert f(\mathbf {z} )\vert ^{2}e^{-\pi \vert \mathbf {z} \vert ^{2}}\,d\mathbf {z} .} ثم تحديد مساحةب{\displaystyle B_{\infty }}باعتبارها اتحادًا متداخلًا للمساحاتبشمال{\displaystyle B_{N}}على الأعداد الصحيحةشمال0{\displaystyle N\geq 0}أظهر سيغال [ 13 ] وبارغمان [ 14 ] [ 15 ] أنب{\displaystyle B_{\infty }}متماثل مع فضاء فوك البوزوني. الحد الأحادي x1ن1...xكنك{\displaystyle x_{1}^{n_{1}}...x_{k}^{n_{k}}} يتوافق مع حالة فوك |ن0،ن1،...،نكν=|ψ0ن0|ψ1ن1|ψكنك.{\displaystyle |n_{0},n_{1},\ldots ,n_{k}\rangle _{\nu }=|\psi _{0}\rangle ^{n_{0}}|\psi _{1}\rangle ^{n_{1}}\cdots |\psi _{k}\rangle ^{n_{k}}.}

انظر أيضاً

مراجع

  1. ^ فوك، ف. (1932). "Configurationsraum und zweite Quantelung". Zeitschrift für Physik (باللغة الألمانية). 75 ( 9 - 10). Springer Science and Business Media LLC: 622–647 . بيب كود : 1932ZPhy...75..622F . دوى : 10.1007/bf01344458 . ردمك 1434-6001 . S2CID 186238995 .  
  2. MC Reed , B. Simon , "Methods of Modern Mathematical Physics, Volume II", Academic Press 1975. Page 328.
  3. تينجلي، بيتر (2022). "ملاحظات حول فضاء فوك". arXiv : 2211.12463 [ math.RT ].
  4. ماكفارلين، أ. ج.؛ فايفر، هندريك؛ فاغنر، ف. (2000). "تقنية جبر لي التبسيطي والمتعامد لنماذج المذبذبات البوزونية والفيرميونية للأنظمة التكاملية". arXiv : math-ph/0007040 .
  5. فولاند، جيرالد ب. (1989). التحليل التوافقي في فضاء الطور . حوليات دراسات الرياضيات. المجلد 122. مطبعة جامعة برينستون. 
  6. 1 2 كاشيوارا، ماساكي؛ فيرن، ميشيل (1978). "حول تمثيلات سيغال-شيل-ويل ومتعددات الحدود التوافقية". Inventiones Mathematicae . 44 : 1-47 . doi : 10.1007/BF01389900 .
  7. ^ دوستالوفا، ماري؛ سومبرج، بيتر (2013). "تشغيل عامل الالتواء المتماثلR2ن{\displaystyle \mathbb {R} ^{2n}}"و"تمثيل سيغال-شيل-ويل". arXiv : 1304.1406 [ math.DG ].
  8. فولتون، ويليام؛ هاريس، جو (1991). نظرية التمثيل: مدخل تمهيدي . نصوص الدراسات العليا في الرياضيات. المجلد 129. سبرينغر. doi : 10.1007/978-1-4612-0979-9 . ISBN  978-0-387-97495-8MR 1153249 . 
  9. ماكفارلين، أ. ج.؛ فايفر، هندريك؛ فاغنر، ف. (2000). "تقنية جبر لي التبسيطي والمتعامد لنماذج المذبذبات البوزونية والفيرميونية للأنظمة التكاملية". arXiv : math-ph/0007040 .
  10. تينجلي، بيتر (2022). "ملاحظات حول فضاء فوك". arXiv : 2211.12463 [ math.RT ].
  11. بريسلي، أندرو؛ سيغال، غرايم (1986). مجموعات الحلقات . مطبعة جامعة أكسفورد.
  12. بارغمان، ف. (1961). "حول فضاء هيلبرت للدوال التحليلية والتحويل التكاملي المرتبط به I". مجلة الاتصالات في الرياضيات البحتة والتطبيقية . 14 : 187-214 . doi : 10.1002/cpa.3160140303 . hdl : 10338.dmlcz/143587 .
  13. سيغال، آي إي (1963). "المسائل الرياضية للفيزياء النسبية". وقائع الندوة الصيفية، بولدر، كولورادو، 1960، المجلد الثاني . الفصل السادس.
  14. بارغمان، ف. (1962). "ملاحظات حول فضاء هيلبرت للدوال التحليلية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 48 (2): 199-204 . Bibcode : 1962PNAS...48..199B . doi : 10.1073 / pnas.48.2.199 . PMC 220756. PMID 16590920 .  
  15. ستوشل، جيرزي ب . (1997). "تمثيل عوامل الإفناء والإنشاء المعممة في فضاء فوك" (ملف PDF) . مجلة جامعة إيجلون للرياضيات . 34 : 135-148 . تاريخ الاسترجاع: 13 ديسمبر 2012 .