Кіріспе

Спин тобының тензорлық емес бейнелеуі; физикада фермионды білдіреді. Геометрия мен физикада спинорлар — Эвклид кеңістігімен байланыстырыла алатын күрделі сандарға негізделген векторлық кеңістіктің элементтері. Евклид кеңістігінің кішкене (инфинитезимальды) айналуына спинор сызықтық түрде өзгереді, бірақ геометриялық векторлар мен тензорлардан айырмашылығы, кеңістік 360° айналғанда спинор өзінің терісіне өтеді (суретті қараңыз). Спинордың бастапқы күйіне оралуы үшін 720° айналу қажет. Бұл қасиет спинорларды сипаттайды: спинорларды векторлардың «квадрат түбірі» ретінде қарастыруға болады (бірақ бұл дұрыс емес және қате түсінік тудыруы мүмкін; олар векторлық бундельдердің қималарының «квадрат түбірі» ретінде қарастырылуы тиіс – котангент бундельдің сыртқы алгебралық бундели жағдайында олар дифференциалдық формалардың «квадрат түбірі» болады). Сондай-ақ, спинор ұғымын Минковский кеңістігіне де қатыстыруға болады, онда арнайы салыстырмалылық теориясының Лоренц түрлендірулері айналудың рөлін атқарады. Спинорларды геометрияға 1913 жылы Эли Картан енгізді. 1920 жылдары физиктер спинорлардың электрон және басқа да субатомдық бөлшектердің ішкі бұрыштық импульсін, яғни «спинін» сипаттау үшін маңызды екенін анықтады. Спинорлар айналу кезіндегі өздерінің ерекше қасиеттерімен сипатталады. Олар жалпы соңғы айналуға ғана емес, сонымен қатар айналудың қалай жүзеге асырылғанына байланысты әртүрлі түрде өзгереді (айналу тобындағы үздіксіз жол арқылы). Бірдей соңғы айналуға әкелетін айналулар арқылы жүретін жолдардың екі топологиялық түрлі класы (гомотопия кластары) бар, бұл белдік түйінінің жұмбағында көрсетілген. Бұл екі тең емес класс спинор түрлендірулерінің қарама-қарсы белгілерін тудырады. Спин тобы — бұл класс ескеретін барлық айналулардың тобы. Ол айналу тобын екі есе жабады, өйткені әрбір айналу жолдың соңғы нүктесі ретінде екі тең емес жолмен алынуы мүмкін. Спинорлар кеңістігі анықтамасы бойынша спин тобының (кешенді) сызықтық бейнелеуімен жабдықталған, яғни спин тобының элементтері спинорлар кеңістігінде сызықтық түрлендірулер ретінде әрекет етеді, бұл гомотопия класына байланысты. Математикалық тұрғыдан алғанда, спинорлар SO(3) айналу тобының екі мәнді проективті бейнелеуімен сипатталады. Спинорды спин тобының (немесе оның инфинитезимальды айналудың Ли алгебрасы) бейнелеу кеңістігінің элементтері ретінде ғана емес, сонымен қатар Клиффорд алгебрасының сызықтық бейнелеуін қамтитын векторлық кеңістіктің элементтері ретінде анықтауға болады. Клиффорд алгебрасы — Эвклид кеңістігінен және оның ішкі көбейтіндісінен негізге тәуелсіз түрде құралатын ассоциативтік алгебра. Спин тобы да, оның Ли алгебрасы да Клиффорд алгебрасының ішінде табиғи түрде орналасады, ал қолданбаларда Клиффорд алгебрасы көбінесе жұмыс істеу үшін ең қолайлы. Клиффорд кеңістігі спинор кеңістігінде әрекет етеді, ал спинор кеңістігінің элементтері спинорлар болып табылады. Евклид кеңістігінің ортонормалды негізін таңдағаннан кейін, Клиффорд алгебрасының бейнесі гамма матрицалармен, канондық антикоммутациялық қатынастар жиынтығын қанағаттандыратын матрицалармен жасалады. Спинорлар — бұл матрицалардың әрекет ететін бағана векторлары. Мысалы, үш Евклид өлшемінде Паули спин матрицалары гамма матрицалар жиынтығы болып табылады, ал осы матрицалардың әрекет ететін екі компонентті кешенді бағана векторлары спинорлар болып табылады. Алайда, Клиффорд алгебрасының матрицалық бейнелеуі, демек, «бағана векторды» (немесе спинорды) құрайтын нәрсе, негізді және гамма матрицаларын таңдауға байланысты. Спин тобының бейнеленуі ретінде спинорларды (кешенді) бағана векторлары ретінде жүзеге асыру өлшемдері тақ болса, ыдырамайды, ал өлшемдері жұп болса, «жартылай спин» немесе Вейль бейнеленуі деп аталатын екіге ыдырайды.

Кіріспе

Спинорларды сипаттайтын және оларды геометриялық векторлардан және басқа тензорлардан ерекшелейтін нәрсе – бұл күрделі мәселе. Жүйенің координаттарына айналуды қолдануды қарастырайық. Жүйенің ішінде ешқандай объект қозғалмады, тек координаттар ғана өзгерді, сондықтан жүйедегі кез келген объектке қолданылғанда, координаттардың мәндерінде өтемақылық өзгеріс болады. Мысалы, геометриялық векторлардың компоненттері координаттар сияқты айналуға ұшырайды. Көбінесе, жүйемен байланысты кез келген тензор (мысалы, ортаның кернеуі) де координаттар жүйесінің өзгеруін өтеу үшін бейімделетін координаттық сипаттамаларға ие. Физикалық жүйені сипаттаудың осы деңгейінде спинорлар пайда болмайды, егер назар тек координаттардың жеке айналу қасиеттеріне аударылса. Керісінше, спинорлар координаттар жүйесінің біртіндеп (үзіліссіз) бастапқы және соңғы конфигурация арасында айналуы ескерілгенде пайда болады. Жүйемен байланысты барлық таныс және интуитивті («тензорлық») шамалар үшін түрлендіру заңы координаттардың соңғы конфигурациясына қалай жеткеніне байланысты емес. Спинорлар, керісінше, координаттардың біртіндеп айналуының қалай осы нүктеге жеткеніне сезімтал етіп жасалады: олар жолға тәуелділікті көрсетеді. Координаттардың кез келген соңғы конфигурациясы үшін, шындығында, осы конфигурацияға жеткізетін координаттар жүйесінің екі («топологиялық») тең емес (үзіліссіз) біртіндеп айналуы бар. Бұл екі мәнділік біртіндеп айналудың гомотопиялық класы деп аталады. Белдіктің тәжірибесі (көрсетілгендей, онда айналған объектінің екі ұшы сыртқы нүктеге физикалық түрде бекітілген) екі түрлі айналуды көрсетеді: біреуі 2π бұрыш арқылы, екіншісі 4π бұрыш арқылы, бірақ олардың соңғы конфигурациялары бірдей, ал кластары әртүрлі. Спинорлар осы гомотопия класына байланысты нақты белгі өзгерісін көрсетеді. Бұл оларды векторлардан және басқа тензорлардан ажыратады, олардың ешқайсысы бұл класты сезе алмайды. Спинорларды Картезиандық координаттарды таңдау арқылы нақты объектілер ретінде көрсетуге болады. Мысалы, үш Евклидтік өлшемде спинорлар үш координаталық оське сәйкес келетін (бұрыштық импульс) Паули спин матрицаларын таңдау арқылы құрастырылуы мүмкін. Бұл 2×2 матрицалар күрделі элементтермен, ал екі компонентті күрделі бағана векторлары, оларға бұл матрицалар матрицалық көбейту арқылы әрекет етеді, спинорлар болып табылады. Бұл жағдайда спин тобы детерминанты бірге 2×2 унитарлық матрицалар тобына изоморфты, ол табиғи түрде матрицалық алгебраның ішінде орналасқан. Бұл топ Паули матрицаларының өзіне конъюгация арқылы әрекет етеді, оны олардың арасындағы айналымдар тобы ретінде іске асырады, бірақ ол бағана векторларына (яғни спинорларға) да әсер етеді. Жалпы алғанда, Клиффорд алгебрасы кез келген векторлық кеңістік V-ден (генерацияланбаған) квадраттық формамен жабдықталуы мүмкін, мысалы, стандартты скалярлық көбейтіндісі бар Евклид кеңістігі немесе стандартты Лоренц метрикасы бар Минковский кеңістігі. Спинорлар кеңістігі – компоненттері бар бағана векторларының кеңістігі. Ортогоналды Ли алгебрасы (яғни, шексіз «айналымдар») және квадраттық формаға байланысты спин тобы екеуі де (каноникалық) Клиффорд алгебрасында орналасқан, сондықтан әрбір Клиффорд алгебрасының өкілдігі Ли алгебрасы мен спин тобының өкілдігін де анықтайды. Өлшемге және метрикалық қолтаңбаға байланысты спиндерді бағана векторлары ретінде іске асыру ыдырамайтын болуы мүмкін немесе ол «жартылай спин» немесе Вейль өкілдіктері деп аталатын жұпқа ыдырай алады. V векторлық кеңістігі төрт өлшемді болғанда, алгебра гамма матрицаларымен сипатталады.

Математикалық анықтамасы

Спинорлар кеңістігі Клиффорд алгебрасының түпкілікті бейнесі ретінде формальды түрде анықталады. (Бұл өзгермейтін бейнелерге жіктелуі мүмкін немесе жіктелмеуі мүмкін.) Спинорлар кеңістігі ортогональды Ли алгебрасының спиндік өкілдігі ретінде де анықталуы мүмкін. Бұл спиндік өкілдіктер, сызықтық өкілдіктер арқылы өтуге болмайтын, арнайы ортогональды топтың шекті өлшемді проекциялық өкілдіктері ретінде сипатталады. Басқаша айтқанда, спинор – спин тобының шекті өлшемді топтық өкілдігінің мүшесі, онда орталық тривиалды емес әрекет етеді.

Шолу

Спинор ұғымын қарастырудың негізінен екі аясы бар: бейнелеу теориясы тұрғысынан және геометриялық тұрғысынан.

Өкілдік теориясының көзқарасы

Өкілдік теориясы тұрғысынан алғанда, ортогональды топтың Ли алгебрасының кейбір бейнелеулері бар екенін алдын ала білеміз, оларды әдеттегі тензорлық құралымдармен жасау мүмкін емес. Бұл жетіспейтін бейнелеулер спин бейнелеулері деп аталады, ал олардың құраушылары – спинорлар. Осы көзқарас бойынша, спинор айналу тобы SO(n) немесе жалпы алғанда (p, q) метрикалық қолтаңбасы бар кеңістіктегі жалпыланған арнайы ортогональды топ SO⁺(p, q) екі жақты қаптамасының бейнелеуіне тиесілі болуы керек. Бұл екі жақты қаптамалар Ли топтары болып табылады, олар спин топтары Spin(n) немесе Spin(p, q) деп аталады. Спинорлардың барлық қасиеттері, олардың қолданылулары және туынды объектілері алдымен спин тобында көрінеді. Бұл топтардың екі жақты қаптамаларының бейнелеулері, топтардың өзінің екі мәнді проективті бейнелеулерін береді. (Бұл кванттық Гильберт кеңістігіндегі векторларға қатысты белгілі бір айналудың әсері тек белгіге дейін ғана анықталады дегенді білдіреді.) Қорыта айтқанда, векторлық кеңістік үстінде немесе және гомоморфизм болатын деректермен анықталған бейнелеуде, спинор – векторлық кеңістіктің бір элементе болып табылады.

Геометриялық көзқарас

Геометриялық тұрғыдан алғанда, спиндерді тікелей құрастырып, олардың тиісті Лай топтарының әсері астында қалай өзгеретінін қарастыруға болады. Бұл тәсіл спинордың нақты және қарапайым сипаттамасын беру артықшылығына ие. Дегенмен, спиндердің Fierz сәйкестіктері сияқты күрделі қасиеттері қажет болғанда, мұндай сипаттама ауырсынуға шалысады.

Клиффорд алгебрасы

Клиффорд алгебраларының тілі (кейде геометриялық алгебра деп аталады) барлық спин топтарының спиндік бейнелеулерінің және олар арасындағы қатынастардың толық суретін Клиффорд алгебраларының жіктелуі арқылы ұсынады. Бұл көп жағдайда арнайы құрылымдарды қажет етуді жоққа шығарады. Нақтырақ айтқанда, V – шекті өлшемді кешенді векторлық кеңістік болсын, оның дегенерацияланбаған симметриялық билинейрлік формасы g. Клиффорд алгебрасы Cℓ(V, g) – V-ден туындаған алгебра, және антикоммутациялық қатынас 1=xy + yx = 2g(x, y) арқылы анықталады. Бұл гамма немесе Паули матрицаларымен құрылған алгебраның абстрактілі түрі. Егер V = , стандартты формасы g(x, y) = xᵀy = x₁y₁ + … + xₙyₙ болса, онда Клиффорд алгебрасын Cℓₙ деп белгілейміз. Ортонормалдық базаны таңдау арқылы дегенерацияланбаған формасы бар кез келген кешенді векторлық кеңістік осы стандартты мысалға изоморфты болғандықтан, бұл белгілеу жалпы жағдайда қолданылады, егер dim(V) = n болса. Егер n = 2k жұп сан болса, Cℓₙ алгебрасы (бірегей емес) 2ᵏ × 2ᵏ кешенді матрицалардың Mat(2ᵏ, ) алгебрасына изоморфты (Артин-Веддерберн теоремасы және Клиффорд алгебрасы орталық және жай екенін оңай дәлелдеу арқылы). Егер n = 2k + 1 тақ сан болса, Cℓ₂ₖ₊₁ алгебрасы 2ᵏ × 2ᵏ кешенді матрицалардың екі көшірмесінен тұратын Mat(2ᵏ, ) ⊕ Mat(2ᵏ, ) алгебрасына изоморфты. Сондықтан, екі жағдайда да Cℓ(V, g) алгебрасы 2[n/2] өлшеміндегі бірегей (изоморфизмге дейін) ыдырамайтын бейнелеуге (кейде қарапайым Клиффорд модулі деп аталады) ие, оны әдетте Δ деп белгілейміз. Ли алгебрасы so(V, g) Клиффорд алгебрасының коммутаторын Ли скобкасы ретінде пайдалана отырып, Cℓ(V, g) ішіне Ли субальгебрасы ретінде енгізілгендіктен, Δ кеңістігі со(V, g) Ли алгебрасының спиндік бейнелеуі болып табылады. Егер n тақ болса, бұл Ли алгебрасының бейнелеуі ыдырамайды. Егер n жұп болса, ол Δ = Δ⁺ ⊕ Δ⁻ деп аталатын екі ыдырамайтын бейнелеуге бөлінеді, олар Вейль немесе жарты спиндік бейнелеулер деп аталады. V нақты векторлық кеңістік болған жағдайда нақты сандар үстіндегі ыдырамайтын бейнелеулер әлдеқайда күрделі, сондықтан оқырманға толыққанды мәліметтер алу үшін Клиффорд алгебрасы туралы мақалаға жүгіну ұсынылады.

Спин топтары

Спинондар, әдетте күрделі сандар үстінде, айналымдар тобының бейнеленуі арқылы факторланбайтын спин тобының сызықтық топтық бейнеленуімен жабдықталған векторлық кеңістік құрайды (диаграмманы қараңыз). Спин тобы – гомотопия класын сақтайтын айналу тобы. Спинондар айналу тобының топологиясы туралы негізгі ақпаратты кодтау үшін қажет, себебі бұл топ жай ғана байланысқан емес, ал жай ғана байланысқан спин тобы оның екі жақты жамылғысы болып табылады. Сондықтан, әрбір айналу үшін спин тобының екі элементі болады. Геометриялық векторлар және басқа тензорлар осы екі элементтің айырмашылығын сезінбейді, бірақ олар бейнелеу астындағы кез келген спинорға әсер ететін кезде қарама-қарсы таңбаларды тудырады. Спин тобының элементтерін айналудың бір параметрлі отбасыларының гомотопиялық кластары ретінде қарастырсақ, әрбір айналу сәйкестікке дейінгі жолдардың екі түрлі гомотопиялық класымен бейнеленеді. Егер айналудың бір параметрлі отбасы кеңістіктегі лента ретінде көрінетін болса, онда осы лентаның доға ұзындығы параметрі параметр болып табылады (оның тангенстік, нормальдық және бинормальдық фреймі шын мәнінде айналуды анықтайды), онда осы екі ерекше гомотопиялық кластар белбеудің екі күйінде бейнеленеді (жоғарыда). Спинондар кеңістігі – координаталарда нақты құрастырылатын көмекші векторлық кеңістік, бірақ түпкілікті түрде тек изоморфизмге дейін ғана бар, себебі олардың «табиғи» құрастырылуы жоқ, ол координаталар жүйесі сияқты кездейсоқ таңдауларға сүйенбейді. Спинондар ұғымы, осындай көмекші математикалық объект ретінде, стандартты скалярлық көбейтінісі бар Евклид кеңістігі немесе Лоренц метрикасы бар Минковский кеңістігі сияқты квадраттық формамен жабдықталған кез келген векторлық кеңістікпен байланысты болуы мүмкін. Соңғы жағдайда «айналулар» Лоренц күшейткіштерін де қамтиды, бірақ басқа жағдайларда теория негізінен ұқсас.

Физикадағы спинорлық өрістер

Жоғарыда келтірілген құрылымдар Клиффорд алгебрасы немесе бейнелеу теориясы тұрғысынан қарастырылғанда, спиндерді нөлдік өлшемді кеңістіктегі геометриялық объектілер ретінде анықтауға болады. Физикадағы спиндерді, мысалы Дирак спинін алу үшін, 4 өлшемді кеңістіктегі (Минковский кеңістігі) спин құрылымын құру үшін бұл құрылымды кеңейту қажет. Бұл ретте, кеңістік-уақыттың жанамалық жиынынан басталады, оның әрбір нүктесі SO(3,1) симметриясы бар 4 өлшемді векторлық кеңістік болып табылады, содан кейін әрбір нүктеде спин тобы құрылады. Нүктелердің маңындағы аймақтар тегістік және дифференциалдану қасиеттерімен жабдықталады: стандартты құрылым – бұл талшықтық будау, оның талшықтары спин тобының әсерімен өзгеретін аффиндік кеңістіктер болып табылады. Талшықтық будау құрылғаннан кейін, Дирак теңдеуі немесе Вейл теңдеуі сияқты дифференциалдық теңдеулерді қарастыруға болады. Бұл теңдеулердің (Дирак немесе Вейл) шешімдері жазық толқындар болып табылады, олар талшықтарға тән симметрияларды иеленеді, яғни жоғарыда сипатталған (нөлдік өлшемді) Клиффорд алгебрасы/спиндік бейнелеу теориясынан алынған спиндердің симметрияларын иеленеді. Мұндай жазық толқындық шешімдер (немесе басқа шешімдер) дифференциалдық теңдеулердің шешімдері фермиондар деп аталады; фермиондар спиндердің алгебралық қасиеттерін иеленеді. Жалпы қабылданған конвенция бойынша, физикада "фермион" және "спинор" терминдері бір-бірінің орнына қолданылады, бір-біріне синоним ретінде. Табиғаттағы барлық негізгі бөлшектердің спині 1/2 Дирак теңдеуімен сипатталады, нейтринодан басқа. Бұған априорно ешқандай себеп болмайды. Спиндер үшін толыққанды дұрыс таңдау – Cl2,2-нің күрделіленбеген түрі, яғни Майорана спині. Сондай-ақ, Вейл спиндерінің табиғатта негізгі бөлшектер ретінде болуына ешқандай тыйым салынбаған сияқты. Дирак, Вейл және Майорана спиндері өзара байланысты, олардың арақатынасын нақты геометриялық алгебра негізінде түсіндіруге болады. Дирак және Вейл спиндері күрделі бейнелеулер, ал Майорана спиндері нақты бейнелеулер болып табылады. Вейл спиндері электрондар сияқты массивті бөлшектерді сипаттауға жеткіліксіз, өйткені Вейл жазық толқындық шешімдері міндетті түрде жарық жылдамдығымен қозғалады; массивті бөлшектер үшін Дирак теңдеуі қажет. Стандартты модельдің бастапқы құрылымы электронды және нейтриноны массасыз Вейл спиндері ретінде қарастырады; Хиггс механизмі электронға масса береді; классикалық нейтрино массасыз қалды, сондықтан ол Вейл спинінің мысалы болды. Алайда, нейтрино осцилляциялары байқалғандықтан, қазір олар Вейл спиндері емес, мүмкін Майорана спиндері деп есептеледі. Вейл спиніне ие негізгі бөлшектердің табиғатта бар-жоғы белгісіз. Конденсирленген материя физикасының жағдайы өзгеше: жартылай өткізгіштерден бастап әлдеқайда экзотикалық материалдарға дейінгі әртүрлі физикалық материалдарда екі және үш өлшемді "кеңістік-уақытты" құруға болады. 2015 жылы Принстон университетінің ғалымдары басқаратын халықаралық команда Вейл фермионы сияқты мінез-құлық танытатын квазибөлшекті тапқандарын хабарлады.

Өкілдік теориясындағы спиннерлер

Спинорлардың құрылысының маңызды математикалық қолданыстарының бірі – арнайы ортогональды топтардың Ли алгебраларының сызықтық бейнелеулерін және, салдарынан, топтардың спинорлық бейнелеулерін нақты құруға мүмкіндік беру. Едәуір терең деңгейде спинорлар Атия-Сингер индекстік теоремасына қатысты тәсілдердің негізі болып табылды және жартылай жай топтардың дискретті қатар бейнелеулері үшін құрылымдарды ұсынады. Арнайы ортогональды Ли алгебраларының спиндік бейнелеулері Вейлдің құрылысымен берілген тензорлық бейнелеулерден салмақтары арқылы ерекшеленеді. Тензорлық бейнелеулердің салмақтары Ли алгебрасының түбірлерінің толық сандық сызықтық комбинациялары болса, спиндік бейнелеулердің салмақтары олардың жартылай толық сандық сызықтық комбинациялары болып табылады. Толық ерекшеліктер спиндік бейнелеу туралы мақалада кездеседі.

Интуитивті түсінуге тырысу

Спинорды қарапайым тілмен айтқанда, оны "физикалық кеңістіктегі айналымдармен ерекше байланысты болатын кеңістіктің векторлары" деп сипаттауға болады. Басқаша айтқанда: спинорлар кез келген өлшемдегі кеңістіктегі айналымдар тобының сызықтық бейнесін береді, әр спинордың құрауыштары болады немесе .

Тарих

Спинерлердің ең жалпы математикалық формасын 1913 жылы Эли Картан ашқан. "Спинор" сөзін кванттық физика бойынша зерттемесінде Пол Эренфест енгізді. Спинор математикалық физикаға алғаш рет 1927 жылы Вольфганг Паули өз спин матрицаларын енгізген кезде қолданды. Келесі жылы Пол Дирак спиндер мен Лоренц тобы арасындағы байланысты көрсетіп, электрон спинінің толық релятивистік теориясын ашты. 1930 жылдары Дирак, Пит Хайн және Нильс Бор институтындағы (сол кезде Копенгаген университетінің Теориялық физика институты деп аталған) басқа ғалымдар спинорлардың есебін оқыту және модельдеу үшін Танглоидтар сияқты ойыншықтар жасады. Спинорлық кеңістіктерді 1930 жылы Гюстав Жувет және Фриц Саутер матрицалық алгебраның сол жақ идеалдары ретінде көрсетті. Нақтырақ айтқанда, Паули жасағандай спиндерді күрделі мәнді 2D бағана векторлары ретінде бейнелеудің орнына, оларды тек сол бағананың элементтері нөлге тең емес күрделі мәнді 2 × 2 матрицалар ретінде бейнеледі. Осылайша спинор кеңістігі Mat(2, ) -дегі ең кішкентай сол жақ идеалға айналды. 1947 жылы Марсель Риесс спинорлық кеңістіктерді Клиффорд алгебрасының сол жақтағы ең кішкентай идеал элементтері ретінде құрастырды. 1966/1967 жылдары Дэвид Хестенс спинорлық кеңістіктерді Cl1,3 кеңістік-уақыт алгебрасының жұп субальгебрасы Cℓ01,3 -мен алмастырды. Осылайша спинорлық бейнелер Клиффорд алгебрасының белгілі бір ішкі кеңістіктерімен сәйкестендіріледі. Екінші тәсіл – V-дің ерекшеленген ішкі кеңістігін пайдаланып векторлық кеңістік құру, содан кейін Клиффорд алгебрасының әрекетін сол векторлық кеңістікке сырттан анықтау. Екі тәсілде де негізгі ұғым – изотроптық W ішкі кеңістігінің идеясы. Кез келген құрастыру осы ішкі кеңістікті таңдаудағы бастапқы еркіндікке байланысты. Физикалық тұрғыдан алғанда, бұл спин кеңістігінің негізін анықтай алатын өлшеу протоколының болмауымен сәйкес келеді, тіпті V-дің басым негізі берілген болса да. Жоғарыда айтылғандай, (V, g) – дегенерацияланбаған билинейрлік формамен жабдықталған n өлшемді күрделі векторлық кеңістік болсын. Егер V нақты векторлық кеңістік болса, онда V-ді оның күрделі кеңістігімен алмастырамыз және g – индукцияланған билинейрлік форманы білдірсін. W – максималды изотроптық ішкі кеңістік болсын, яғни V-дің максималды ішкі кеңістігі, мұнда егер 1=n = 2k жұп болса, W-ге толықтыратын изотроптық ішкі кеңістік болсын. Егер 1=n = 2k + 1 тақ болса, онда болып, U – екі тең және тақ өлшемді жағдайларда W-дің ортогональді толықтыруы болсын, және олардың өлшемдері k-ға тең болсын. Тақ өлшемді жағдайда U бір өлшемді болып, бірлік вектор u-мен қамтылады.

Гермиттік векторлық кеңістіктер мен спинторлар

Егер V векторлық кеңістігінде оның кешенділігін екі максималды изотроптық ішкі кеңістікке жіктеуді қамтамасыз ететін қосымша құрылым болса, спинорлардың анықтамасы (қай әдіспен болса да) табиғи болады. Басты мысал – V нақты векторлық кеңістігі гермиттік векторлық кеңістік (V, h) болғанда, яғни V кешенді құрылыммен жабдықталған, ол V-дегі g ішкі көбейтіндісіне қатысты ортогональды түрлендіру болып табылады. Содан кейін J-дің ±i өзіндік кеңістіктеріне жіктеледі. Бұл өзіндік кеңістіктер g-нің кешенділігі үшін изотропты болып табылады және оларды кешенді векторлық кеңістік (V, J) және оның кешенді конъюгаты (V, −J) арқылы сәйкестендіруге болады. Сондықтан, гермиттік векторлық кеңістік (V, h) үшін векторлық кеңістік (оның кешенді конъюгаты сияқты) негізгі нақты евклидтік векторлық кеңістік үшін спинорлық кеңістік болып табылады. Жоғарыда көрсетілгендей Клиффорд әрекетімен, бірақ гермиттік форманы қолдана отырып, бұл құрылым гермиттік көптіктің әрбір нүктесінде спинор кеңістігін береді және әрбір дерлік кешенді көптік (әсіресе әрбір симплектикалық көптік) Spinc құрылымына ие болуының себебі болып табылады. Сол сияқты, әрбір кешенді векторлық шоғыр (bundle) көптікте Spinc құрылымын тасымалдайды.

Салдарлар

Спинорлық кеңістіктердің Клебш-Гордан ыдырауларының көптеген маңызды салдары бар. Олардың ең негізгілері Дирактың электрондар теориясына қатысты, оның негізгі талаптарының ішінде екі спинордың ψ көбейтіндісін скаляр ретінде қарау тәсілі бар. Физикалық тұрғысынан алғанда, спинор кванттық күйдің ықтималдық амплитудасын анықтауы тиіс. Спинордың ψ көбейтіндісін вектор ретінде қарастыру тәсілі. Бұл Дирак теориясының маңызды ерекшелігі, ол спинорлық формализмді физикалық кеңістіктің геометриясына байланыстырады. Спинорды векторға әсер ететіндей қарастыру тәсілі, мысалы, ψv. Физикалық тұрғысынан алғанда, бұл Максвеллдің электромагниттік теориясының электр тогын немесе жалпы алғанда ықтималдық тогын көрсетеді.