Кіріспе
Скалярлық шама, кері координаттарда таңбасын өзгерту. Сызықтық алгебрада псевдоскаляр – скаляр сияқты қасиет көрсететін шама, бірақ ол айналу инверсиясы кезінде таңбасын өзгертеді, ал нағыз скаляр өзгерте алмайды. Псевдоскалярды қарапайым векторға көбейткенде псевдовектор (немесе осьтік вектор) пайда болады; ұқсас құрылым псевдотензорды жасайды. Псевдоскаляр псевдовектор мен қарапайым вектор арасындағы кез келген скалярлық көбейтіндінің нәтижесінде де туындайды. Псевдоскалярдың классикалық мысалы – скалярлық үштік көбейтінді, оны үштік көбейтіндідегі векторлардың біреуі мен қалған екі вектордың векторлық көбейтіндісінің скалярлық көбейтіндісі ретінде жазуға болады, мұндағы векторлық көбейтінді псевдовектор болып табылады.
In linear algebra, a pseudoscalar is a quantity that behaves like a scalar, except that it changes sign under a parity inversion while a true scalar does not. A pseudoscalar, when multiplied by an ordinary vector, becomes a pseudovector (or axial vector); a similar construction creates the pseudotensor. A pseudoscalar also results from any scalar product between a pseudovector and an ordinary vector. The prototypical example of a pseudoscalar is the scalar triple product, which can be written as the scalar product between one of the vectors in the triple product and the cross product between the two other vectors, where the latter is a pseudovector.
Физикадан
Физикада псевдоскаляр – скалярға ұқсас физикалық шаманы білдіреді. Екеуі де нақты айналымдар кезінде өзгермейтін жалғыз мәнді қабылдайтын физикалық шамалар. Бірақ, паритет трансформациясы кезінде псевдоскалярлар таңбаларын өзгертеді, ал скалярлар өзгерте алмайды. Жазықтық арқылы көрсетілген шағылыс – айналым мен паритет трансформациясының комбинациясы болғандықтан, псевдоскалярлар да шағылыс кезінде таңбаларын өзгертеді.
Мотивация
Физикадағы ең қуатты идеялардың бірі – физикалық заңдар, егер координата жүйесін өзгерту арқылы осы заңдарды сипаттасақ, өзгермейді. Псевдоскаляр координаталық осьтер инверсияланғанда таңбасын өзгертетіні, оның физикалық шаманы сипаттау үшін ең жақсы объект емес екенін көрсетеді. 3D кеңістікте псевдовекторлармен сипатталатын шамалар 2-ретті антисимметриялық тензорлар болып табылады, олар инверсия кезінде инвариантты болады. Псевдовектор осы шаманың қарапайым бейнесі болуы мүмкін, бірақ инверсия кезінде таңбасының өзгеруіне ұшырайды. Сол сияқты, 3D кеңістікте скалярдың Ходж дуалы 3-өлшемді Леви-Чивита псевдотензорының (немесе «пермутация» псевдотензорының) тұрақты еселенгеніне тең, ал псевдоскалярдың Ходж дуалы – 3-ретті антисимметриялық (таза) тензор. Леви-Чивита псевдотензоры – 3-ретті толық антисимметриялық псевдотензор. Псевдоскалярдың дуалы екі «псевдошаманың» көбейтіндісі болғандықтан, нәтижедегі тензор нақты тензор болып табылады және осьтер инверсияланғанда таңбасын өзгертпейді. Бұл жағдай псевдовекторлар мен 2-ретті антисимметриялық тензорларға ұқсас. Псевдовектордың дуалы – 2-ретті антисимметриялық тензор (және керісінше). Тензор – координата инверсиясы кезінде инвариантты физикалық шама, ал псевдовектор инвариантты емес. Бұл жағдай кез келген өлшемге дейін жалпылауға болады. Жалпы, n-өлшемді кеңістікте r-ретті тензордың Ходж дуалы (n − r)-ретті антисимметриялық псевдотензор болады және керісінше. Атап айтқанда, арнайы салыстырмалылық теориясының төрт өлшемді кеңістік-уақытында псевдоскаляр төртінші ретті тензордың дуалы болып табылады және төрт өлшемді Леви-Чивита псевдотензорына пропорционалды.
Мысалдар
Екі өлшемді, сығылмайтын сұйық ағыны үшін ағыс функциясы. Магниттік заряд математикалық тұрғыдан анықталғандықтан псевдоскаляр болып табылады, оның физикалық жағынан бар-жоғына қарамастан. Магниттік ағын – вектордың (беттік нормаль) және псевдовектордың (магниттік өріс) скалярлық көбейтіндісінің нәтижесі. Гелицитет – спин псевдовектордың импульс бағытына (нағыз вектор) проекциясы (скалярлық көбейтінді). Псевдоскаляр бөлшектер, яғни спині 0 және жұп емес паритеті бар бөлшектер, яғни ішкі спині жоқ және паритет инверсиясы кезінде толқындық функциясы таңбасын өзгертетін бөлшектер. Мысалы, псевдоскаляр мезондар.