Gell-Mann-Matrizen: Unterschied zwischen den Versionen

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Die '''Gell-Mann-Matrizen''', benannt nach [[Murray Gell-Mann]], sind eine mögliche Darstellung der infinitesimalen Generatoren der [[Spezielle unitäre Gruppe|speziellen unitären Gruppe]] [[SU(3)]].
Die '''Gell-Mann-Matrizen''', benannt nach [[Murray Gell-Mann]], sind eine mögliche Darstellung der [[Stark_stetige_Halbgruppe #Infinitesimaler_Erzeuger|infinitesimalen Generatoren]] der [[Spezielle unitäre Gruppe|speziellen unitären Gruppe]] [[SU(3)]].


Diese Gruppe hat acht hermitesche Generatoren, die man als <math>T_i</math> mit <math>i = 1,\dotsc,8</math> schreiben kann. Sie erfüllen die Kommutatorrelation (siehe: [[Lie-Algebra]])
Diese Gruppe hat acht hermitesche Generatoren, die man als <math>T_j</math> mit <math>j = 1,\dotsc,8</math> schreiben kann. Sie erfüllen die Kommutatorrelation (siehe: [[Lie-Algebra]])
: <math>\left[T_a,T_b\right]={\mathrm i}\,f^{abc}\,T_c</math>
: <math>\left[T_a,T_b\right]={\mathrm i}\,f^{abc}\,T_c</math>
(wobei die [[Einsteinsche Summenkonvention]] verwendet wurde).
(wobei die [[Einsteinsche Summenkonvention]] verwendet wurde).
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* J. J. J. Kokkedee: ''The Quark model''. {{OCLC|474207457}}
* J. J. J. Kokkedee: ''The Quark model''. {{OCLC|474207457}}


[[Kategorie:Darstellungstheorie von Gruppen]]
[[Kategorie:Darstellungstheorie von Lie-Gruppen]]
[[Kategorie:Quantenfeldtheorie]]
[[Kategorie:Quantenfeldtheorie]]

Aktuelle Version vom 10. Juni 2019, 12:10 Uhr

Die Gell-Mann-Matrizen, benannt nach Murray Gell-Mann, sind eine mögliche Darstellung der infinitesimalen Generatoren der speziellen unitären Gruppe SU(3).

Diese Gruppe hat acht hermitesche Generatoren, die man als Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): T_j mit Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): j = 1,\dotsc,8 schreiben kann. Sie erfüllen die Kommutatorrelation (siehe: Lie-Algebra)

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \left[T_a,T_b\right]={\mathrm i}\,f^{abc}\,T_c

(wobei die Einsteinsche Summenkonvention verwendet wurde). Die Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): f^{abc} werden als Strukturkonstanten bezeichnet und sind komplett-antisymmetrisch bezüglich Vertauschung der Indizes. Für die SU(3) haben sie die Werte:

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): f^{123}=1,~f^{147}=f^{246}=f^{257}=f^{345}=\frac{1}{2},~f^{156}=f^{367}=-\frac{1}{2},~f^{458}=f^{678}=\frac{\sqrt{3}}{2}

Jeden Satz von Matrizen, die die Kommutatorrelation erfüllen, kann man als Generatoren der Gruppe verwenden.

Die Gell-Mann-Matrizen sind ein Standardsatz solcher Matrizen. Mit den obigen Generatoren sind sie (analog zu den Pauli-Matrizen) verknüpft durch:

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): T_a=\frac{1}{2}\lambda_a

Sie sind als 3×3-Matrizen gewählt und haben die Form:

$ \lambda _{1}={\begin{pmatrix}0&1&0\\1&0&0\\0&0&0\end{pmatrix}} $ Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \lambda_2 = \begin{pmatrix} 0 & -\mathrm i & 0 \\ \mathrm i & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix} Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \lambda_3 = \begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & -1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix}
Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \lambda_4 = \begin{pmatrix} 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 \\ 1 & 0 & 0 \end{pmatrix} Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \lambda_5 = \begin{pmatrix} 0 & 0 & -\mathrm i \\ 0 & 0 & 0 \\ \mathrm i & 0 & 0 \end{pmatrix}
Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \lambda_6 = \begin{pmatrix} 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \\ 0 & 1 & 0 \end{pmatrix} $ \lambda _{7}={\begin{pmatrix}0&0&0\\0&0&-\mathrm {i} \\0&\mathrm {i} &0\end{pmatrix}} $ Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \lambda_8 = \frac{1}{\sqrt{3}} \begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & -2 \end{pmatrix} .

Bei der SU(2) hat man anstelle der acht Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \lambda -Matrizen die drei Pauli-Matrizen.

Die Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \lambda -Matrizen haben folgende Eigenschaften:

  • Sie sind hermitesch, haben also nur reelle Eigenwerte.
  • Sie sind spurlos, das heißt Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \operatorname{tr}(\lambda_i)=0 .
  • Sie sind orthogonal bezüglich des Frobenius-Skalarprodukts, das heißt Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \operatorname{tr}(\lambda_i\lambda_j)=2\delta_{ij} .

Anwendung finden sie z. B. bei Berechnungen in der Quantenchromodynamik, die durch eine SU(3)-Theorie beschrieben wird. Daraus kann man auch die Wahl als 3×3-Matrizen verstehen, da die Matrizen auf Farbladungstriplets wirken sollen.

Siehe auch

Literatur

  • Howard Georgi: Lie algebras in particle physics. ISBN 0-7382-0233-9
  • J. J. J. Kokkedee: The Quark model. OCLC 474207457