Covariance principle and covariance group in presence of external E.M. fields
Creators
- 1. Katholieke Universiteit Nijmegen (Netherlands). Instituut voor Theoretische Fysica
Description
The definition of (kinematical) covariance, by means of the properties and the equivalence relations of inertial systems, can give, as is well known, very useful information on the admissible equations of motion and on the group-theoretical concept of an elementary particle (which is defined as an irreducible quantum-mechanical system obeying such an equation). Here we consider the case where an external (classical) e.m. field is present. In this talk we show that for such a system, the relativistic covariance operator group is in general no longer homomorphic to the covering group of the Poincare group (as in the free particle case), but to contain it only as a factor group. This larger covariance group can be derived on the basis of some simple physical assumptions, independently of any equation of motion. Its (projective unitary-antiunitary) irreducible representations have been all determined and classified. Some conclusions are drawn concerning the properties of the corresponding covariant equations of motion and a group theoretical definition of an elementary particle in interaction with such a field is proposed (the special case of zero field reduces of course to the known results of Wigner). Some aspects of this approach lead to a possible solution of the so-called a-causality troubles for particles with spin equal to or larger than 1. (orig.)
Abstract (German)
Bekanntermassen kann die Definition der (kinematischen) Kovarianz mit Hilfe der Eigenschaften und Aequivalenzbeziehungen von Inertialsystemen sehr nuetzliche Information im Hinblick auf die zulaessige Bewegungsgleichung und den gruppentheoretischen Hintergrund eines Elementarteilchens (welches als ein irreduzibles quantenmechanisches System, das einer derartigen Gleichung genuegt, definiert ist) liefern. In dieser Arbeit wird der Fall betrachtet, in dem ein aeusseres (klassisches) elektromagnetisches Feld vorhanden ist. Es wird gezeigt, dass fuer ein derartiges System die Gruppe der relativistisch kovarianten Operatoren im allgemeinen nicht mehr homomorph zur bedeckenden Gruppe der Poincare-Gruppe (wie im Fall freier Teilchen) ist, sondern diese nur als Faktorgruppe enthaelt. Diese groessere Kovarianzgruppe kann auf der Grundlage einiger einfacher physikalischer Annahmen, unabhaengig von einer Bewegungsgleichung abgeleitet werden. Alle irreduziblen Darstellungen (projektiv unitaer - antiunitaer) dieser Gruppe wurden bestimmt und klassifiziert. Einige Schlussfolgerungen werden bezueglich der Eigenschaften der entsprechenden kovarianten Bewegungsgleichungen gezogen und es wird eine gruppentheoretische Definition eines mit einem derartigen Feld wechselwirkenden Elementarteilchens vorgeschlagen. (Der spezielle Fall ohne aeusseres Feld reduziert sich natuerlich auf die bekannten Wigner'schen Ergebnisse). Einige Aspekte dieser Arbeit fuehren zu einer moeglichen Loesung der sogenannten Nichtkausalitaetsprobleme fuer Teilchen mit Spin groesser oder gleich eins. (orig.)Additional details
Publishing Information
- Publisher
- Springer.
- Imprint Place
- Berlin, Germany, F.R.
- ISBN
- 3-540-07789-8
- Imprint Title
- Group theoretical methods in physics. Fourth international colloquium, Nijmegen 1975
- Journal Volume
- 50
- Series
- Lecture Notes in Physics.
- Journal Page Range
- p. 53-60.
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 9353082
- Subject category
- S71: CLASSICAL AND QUANTUM MECHANICS, GENERAL PHYSICS; S72: PHYSICS OF ELEMENTARY PARTICLES AND FIELDS;
- Descriptors DEI
- ELECTROMAGNETIC FIELDS; GROUP THEORY; INVARIANCE PRINCIPLES; IRREDUCIBLE REPRESENTATIONS; PARTICLE MODELS; SPIN
- Descriptors DEC
- ANGULAR MOMENTUM; MATHEMATICAL MODELS; MATHEMATICS; PARTICLE PROPERTIES
Optional Information
- Notes
- 12 refs.