En matemáticas, las representaciones de dimensión finita de los grupos de Lie clásicos complejos , , , , , se pueden construir utilizando la teoría de representación general de álgebras de Lie semisimples . Los grupos , , son de hecho grupos de Lie simples , y sus representaciones de dimensión finita coinciden [1] con las de sus subgrupos compactos máximos , respectivamente , , . En la clasificación de álgebras de Lie simples , las álgebras correspondientes son
Sin embargo, dado que los grupos de Lie clásicos complejos son grupos lineales , sus representaciones son representaciones tensoriales . Cada representación irreducible está etiquetada por un diagrama de Young , que codifica su estructura y propiedades.
Grupo lineal general,grupo lineal especialygrupo unitario
La construcción de representaciones tensoriales de Weyl
Sea la representación definitoria del grupo lineal general . Las representaciones tensoriales son las subrepresentaciones de (a veces se las llama representaciones polinómicas). Las subrepresentaciones irreducibles de son las imágenes de mediante funtores de Schur asociados a particiones enteras de en como máximo números enteros, es decir, a diagramas de Young de tamaño con . (Si entonces .) Los funtores de Schur se definen utilizando simetrizadores de Young del grupo simétrico , que actúa naturalmente sobre . Escribimos .
Las dimensiones de estas representaciones irreducibles son [1]
¿Dónde está la longitud del gancho de la célula en el diagrama de Young ?
- La primera fórmula para la dimensión es un caso especial de una fórmula que da los caracteres de las representaciones en términos de polinomios de Schur , [1] donde son los valores propios de .
- La segunda fórmula para la dimensión a veces se denomina fórmula de contenido de gancho de Stanley . [2]
Ejemplos de representaciones tensoriales:
Representaciones generales irreducibles
No todas las representaciones irreducibles de son representaciones tensoriales. En general, las representaciones irreducibles de son representaciones tensoriales mixtas, es decir, subrepresentaciones de , donde es la representación dual de (a veces se las llama representaciones racionales). Al final, el conjunto de representaciones irreducibles de está etiquetado por secuencias no crecientes de números enteros . Si , podemos asociar al par de tablas de Young . Esto muestra que las representaciones irreducibles de pueden etiquetarse por pares de tablas de Young . Denotemos la representación irreducible de correspondiente al par o equivalentemente a la secuencia . Con estas notaciones,
- Para , que denota la representación unidimensional en la que actúa por , . Si es lo suficientemente grande como para que , esto da una descripción explícita de en términos de un funtor de Schur.
- La dimensión de dónde está
- donde . [3] Véase [4] para una interpretación como un producto de factores n-dependientes dividido por productos de longitudes de gancho.
Caso del grupo lineal especial
Dos representaciones de son equivalentes como representaciones del grupo lineal especial si y solo si existe tal que . [1] Por ejemplo, la representación del determinante es trivial en , es decir, es equivalente a . En particular, las representaciones irreducibles de pueden indexarse mediante tablas de Young, y son todas representaciones tensoriales (no mixtas).
Caso del grupo unitario
El grupo unitario es el subgrupo compacto máximo de . La complejización de su álgebra de Lie es el álgebra . En términos teóricos de Lie, es la forma real compacta de , lo que significa que las representaciones irreducibles lineales y continuas complejas de este último están en correspondencia biunívoca con las irreps lineales y algebraicas complejas del primero, a través de la inclusión . [5]
Productos tensoriales
Los productos tensoriales de representaciones de dimensión finita de se dan mediante la siguiente fórmula: [6]
donde a menos que y . Llamando al número de líneas en una tabla, si , entonces
donde los números enteros naturales son coeficientes de Littlewood-Richardson .
A continuación se muestran algunos ejemplos de dichos productos tensoriales:
En el caso de representaciones tensoriales, se conocen símbolos 3-j y símbolos 6-j . [7]
Grupo ortogonalygrupo ortogonal especial
Además de las representaciones del grupo de Lie descritas aquí, el grupo ortogonal y el grupo ortogonal especial tienen representaciones de espín , que son representaciones proyectivas de estos grupos, es decir, representaciones de sus grupos de cobertura universales .
Construcción de representaciones
Dado que es un subgrupo de , cualquier representación irreducible de es también una representación de , que sin embargo puede no ser irreducible. Para que una representación tensorial de sea irreducible, los tensores deben ser sin traza. [8]
Las representaciones irreducibles de están parametrizadas por un subconjunto de los diagramas de Young asociados a representaciones irreducibles de : los diagramas tales que la suma de las longitudes de las dos primeras columnas es como máximo . [8] La representación irreducible que corresponde a dicho diagrama es una subrepresentación de la representación correspondiente . Por ejemplo, en el caso de tensores simétricos, [1]
Caso del grupo ortogonal especial
El tensor antisimétrico es una representación unidimensional de , lo cual es trivial para . Entonces, donde se obtiene de actuando sobre la longitud de la primera columna como .
- En el caso impar, las representaciones irreducibles de están parametrizadas por diagramas de Young con filas.
- Porque incluso, sigue siendo irreducible como representación si , pero se reduce a una suma de dos representaciones no equivalentes si . [8]
Por ejemplo, las representaciones irreducibles de corresponden a diagramas de Young de los tipos . Las representaciones irreducibles de corresponden a , y . Por otra parte, las dimensiones de las representaciones de espín de son números enteros pares. [1]
Dimensiones
Las dimensiones de las representaciones irreducibles de se dan mediante una fórmula que depende de la paridad de : [4]
También existe una expresión como polinomio factorizado en : [4]
donde son respectivamente las longitudes de fila, las longitudes de columna y las longitudes de gancho . En particular, las representaciones antisimétricas tienen las mismas dimensiones que sus contrapartes, pero las representaciones simétricas no.
Productos tensoriales
En el rango estable , las multiplicidades del producto tensorial que aparecen en la descomposición del producto tensorial son números de Newell-Littlewood , que no dependen de . [9] Más allá del rango estable, las multiplicidades del producto tensorial se convierten en modificaciones dependientes de los números de Newell-Littlewood. [10] [9] [11] Por ejemplo, para , tenemos
Reglas de ramificación del grupo lineal general
Dado que el grupo ortogonal es un subgrupo del grupo lineal general, las representaciones de se pueden descomponer en representaciones de . La descomposición de una representación tensorial se da en términos de coeficientes de Littlewood-Richardson mediante la regla de restricción de Littlewood [12]
donde es una partición en números enteros pares. La regla es válida en el rango estable . La generalización a representaciones tensoriales mixtas es
Se pueden escribir reglas de ramificación similares para el grupo simpléctico. [12]
Grupo simpléctico
Representaciones
Las representaciones irreducibles de dimensión finita del grupo simpléctico están parametrizadas por diagramas de Young con un máximo de filas. La dimensión de la representación correspondiente es [8]
También existe una expresión como polinomio factorizado en : [4]
Productos tensoriales
Al igual que en el caso del grupo ortogonal, las multiplicidades de productos tensoriales están dadas por números de Newell-Littlewood en el rango estable y modificaciones de los mismos más allá del rango estable.
Enlaces externos
- Servicio en línea Lie, una interfaz en línea para el software Lie.
Referencias
- ^ abcdef William Fulton; Joe Harris (2004). "Teoría de la representación". Textos de posgrado en matemáticas . doi :10.1007/978-1-4612-0979-9. ISSN 0072-5285. Wikidata Q55865630.
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- ^ Binder, D. - Rychkov, S. (2020). "Categorías de Deligne en modelos de red y teoría cuántica de campos, o cómo dar sentido a la simetría O(N) con N no entero". Journal of High Energy Physics . 2020 (4): 117. arXiv : 1911.07895 . Código Bibliográfico :2020JHEP...04..117B. doi : 10.1007/JHEP04(2020)117 .
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