Кіріспе

Арнайы ортогональды топтың қос жамылғысы Ли тобы. Математикада спин тобы, Spin(n) деп белгіленеді, – бұл Ли тобы, оның негізгі көптігі арнайы ортогональды топтың қос жамылғысы, яғни 1=SO(n) = SO(n, R). Сондықтан, n ≠ 2 болғанда, Ли топтарының қысқа дәл тізбегі бар. Қос жамылғыдағы топты көбейту заңы, SO(n) көбейтуін көтеру арқылы беріледі. Ли тобы ретінде Spin(n) арнайы ортогональды топпен бірдей өлшемге, n(n − 1)/2, және Ли алгебрасына ие. n > 2 үшін Spin(n) жай ғана байланысты және SO(n) жамылғысымен сәйкес келеді. Ядроның тривиалды емес элементі −1 деп белгіленеді, оны әдетте шығу тегі арқылы шағылыстың ортогональды түрлендіруімен, −I деп белгіленетін, шатастырмау керек. Spin(n) Клиффорд алгебрасы Cl(n) ішіндегі инверттендік элементтердің подтобы ретінде құрылуы мүмкін. Спин өкілдіктері арнайы мақалада талқыланады.

Мотивация және физикалық түсіндіру

Спин тобы физикада (электрлік бейтарап, зарядталмаған) фермиондардың симметриясын сипаттау үшін қолданылады. Оның Спинк (Spinc) деп аталатын кешендеуі электрлік зарядталған фермиондарды, ең әйгілісі – электронды сипаттау үшін қолданылады. Қатаң айтқанда, спин тобы нөлдік өлшемді кеңістіктегі фермионды сипаттайды; алайда, кеңістік нөлдік өлшемді емес, сондықтан спин тобы (псевдо) Риманн көптүрліліктерінде спин құрылымдарын анықтау үшін қолданылады: спин тобы – спинор шоғырының құрылым тобы. Спинор шоғырындағы аффиндік байланыс – спин байланысы; спин байланысы жалпы салыстырмалылық теориясындағы есептеулерді жеңілдетеді. Спин байланысы Дирак теңдеуін қисық кеңістікте (фактически, тетрадалық координаттарда) жазуға мүмкіндік береді, бұл өз кезегінде кванттық гравитацияға негіз болады, сондай-ақ Хокинг сәулеленуін формалдауға мүмкіндік береді (бір жұп өзара байланысқан, виртуалды фермиондардың біреуі оқиға көкжиегінен өтеді, ал екіншісі өтпейді).

Геометриялық құрылыс

Спин топтарын Клиффорд алгебраларын пайдаланбастан, аздап нақты емес түрде құрастыруға болады. Көптеу ретінде, оның көбейту заңы екі жақты жамылғыны көтеру арқылы анықталады. Жамылғы картасын белгілейік. Онда – екі элементтен тұратын жиын, және оның біреуін жоғарыда айтылғандай, сәйкестік ретінде таңдауға болады. Бұл сәйкестік болсын. Енді –де көбейтуді анықтау үшін, –ге қанағаттандыратын жолдарды таңдайық, және олар –де қанағаттандыратын жолды анықтайды. – екі жақты жамылғы болғандықтан, –нің бірегей көтерілісі бар. Содан кейін өнімді былай анықтаймыз. Бұл анықтама жолдарға тәуелсіз екенін, көбейту үздіксіз екенін және топ аксиомалары орындалатынын, сондай-ақ инверсияның үздіксіз екенін көрсетуге болады, бұл –ді Ли тобы етеді.