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Casimir-Operator

Der CASIMIR-Operator ist ein Operator, der mit allen Generatoren und deshalb auch mit allen Elementen der LIE-Algebra kommutiert. Er ist eine quadratische Form in den Generatoren.
(5.151)

Beispiel

Die Generatoren (s. (5.138)) der Gruppe bilden eine Basis der reellen LIE-Algebra der LIE-Gruppe mit den Elementen . Wegen besteht die LIE-Algebra aus allen schiefsymmetrischen -Matrizen, . Zwischen den Generatoren gelten die Vertauschungsrelationen

(5.152)

d.h. die von Null verschiedenen Strukturkonstanten der LIE-Algebra sind . Der CASIMIR-Operator von , der mit allen Elementen der LIE-Algebra kommutiert, ist gegeben durch .

Hinweis: Die Elemente der LIE-Algebra können geometrisch als Tangentialvektoren aller Kurven in durch das neutrale Element aufgefaßt werden. Sind und die Tangentialvektoren zweier Kurven und dann ist der Kommutator als Tangentialvektor der Kurve definiert.
Mit der Einführung der LIE-Algebra wird die Untersuchung einer globalen LIE-Gruppe auf die Untersuchung ihrer lokalen Struktur in der Umgebung des neutralen Elements zurückgeführt, wobei Methoden der Analysis angewandt werden können.