Split-oktonion - Split-octonion - Wikipedia

Yilda matematika, split-oktonionlar 8 o'lchovli assotsiativ bo'lmagan algebra ustida haqiqiy raqamlar. Standartdan farqli o'laroq oktonionlar, ular qaytarib bo'lmaydigan nolga teng bo'lmagan elementlarni o'z ichiga oladi. Shuningdek imzolar ularning kvadratik shakllar farq qiladi: split-oktonionlar split imzoga ega (4,4), oktonionlar musbat-aniq imzoga ega (8,0).

Izomorfizmgacha oktonionlar va split-oktonionlar faqat ikkita 8 o'lchovli kompozitsion algebralar haqiqiy sonlar ustida. Ular faqat ikkitadir oktonion algebralari haqiqiy sonlar ustida. Split-oktonion algebralarini split-oktonionlarga o'xshash har qanday narsada aniqlash mumkin maydon.

Ta'rif

Ceyley-Dikson qurilishi

Oktonionlar va split-oktonionlarni Ceyley-Dikson qurilishi ning juftlariga ko'paytishni aniqlash orqali kvaternionlar. Biz yangi xayoliy birlikni taqdim etamiz va juftligini yozamiz kvaternionlar (a, b) shaklida a + ℓb. Mahsulot qoida bilan belgilanadi:^[1]

${ displaystyle (a + ell b) (c + ell d) = (ac + lambda { bar {d}} b) + ell (da + b { bar {c}})}$

qayerda

${ displaystyle lambda = ell ^ {2}.}$

Agar λ -1 ga tanlangan, biz oktonionlarni olamiz. Agar buning o'rniga +1 ga teng bo'lsa, biz split-oktonionlarni olamiz. Split-oktonionlarni Ceyley-Dickson ikki baravar ko'paytirishi orqali olish mumkin kvaternionlar. Bu erda yoki tanlov λ (± 1) split-oktonionlarni beradi.

Ko'paytirish jadvali

Split oktonionlar mahsulotlari uchun mnemonik.

A asos split-oktonionlar to'plam tomonidan berilgan ${ displaystyle { 1, i, j, k, ell, ell i, ell j, ell k }}$.

Har qanday split-oktonion ${ displaystyle x}$ sifatida yozilishi mumkin chiziqli birikma asosiy elementlardan,

${ displaystyle x = x_ {0} + x_ {1} , i + x_ {2} , j + x_ {3} , k + x_ {4} , ell + x_ {5} , ell i + x_ {6} , ell j + x_ {7} , ell k,}$

haqiqiy koeffitsientlar bilan ${ displaystyle x_ {a}}$.

Lineerlik bo'yicha split-oktonionlarni ko'paytirish quyidagicha to'liq aniqlanadi ko'paytirish jadvali:

		ko'paytiruvchi
		${ displaystyle 1}$	${ displaystyle i}$	${ displaystyle j}$	${ displaystyle k}$	${ displaystyle ell}$	${ displaystyle ell i}$	${ displaystyle ell j}$	${ displaystyle ell k}$
multiplikand	${ displaystyle 1}$	${ displaystyle 1}$	${ displaystyle i}$	${ displaystyle j}$	${ displaystyle k}$	${ displaystyle ell}$	${ displaystyle ell i}$	${ displaystyle ell j}$	${ displaystyle ell k}$
	${ displaystyle i}$	${ displaystyle i}$	${ displaystyle -1}$	${ displaystyle k}$	${ displaystyle -j}$	${ displaystyle - ell i}$	${ displaystyle ell}$	${ displaystyle - ell k}$	${ displaystyle ell j}$
	${ displaystyle j}$	${ displaystyle j}$	${ displaystyle -k}$	${ displaystyle -1}$	${ displaystyle i}$	${ displaystyle - ell j}$	${ displaystyle ell k}$	${ displaystyle ell}$	${ displaystyle - ell i}$
	${ displaystyle k}$	${ displaystyle k}$	${ displaystyle j}$	${ displaystyle -i}$	${ displaystyle -1}$	${ displaystyle - ell k}$	${ displaystyle - ell j}$	${ displaystyle ell i}$	${ displaystyle ell}$
	${ displaystyle ell}$	${ displaystyle ell}$	${ displaystyle ell i}$	${ displaystyle ell j}$	${ displaystyle ell k}$	${ displaystyle 1}$	${ displaystyle i}$	${ displaystyle j}$	${ displaystyle k}$
	${ displaystyle ell i}$	${ displaystyle ell i}$	${ displaystyle - ell}$	${ displaystyle - ell k}$	${ displaystyle ell j}$	${ displaystyle -i}$	${ displaystyle 1}$	${ displaystyle k}$	${ displaystyle -j}$
	${ displaystyle ell j}$	${ displaystyle ell j}$	${ displaystyle ell k}$	${ displaystyle - ell}$	${ displaystyle - ell i}$	${ displaystyle -j}$	${ displaystyle -k}$	${ displaystyle 1}$	${ displaystyle i}$
	${ displaystyle ell k}$	${ displaystyle ell k}$	${ displaystyle - ell j}$	${ displaystyle ell i}$	${ displaystyle - ell}$	${ displaystyle -k}$	${ displaystyle j}$	${ displaystyle -i}$	${ displaystyle 1}$

Qulay mnemonik split-oktonionlar uchun ko'paytma jadvalini aks ettiruvchi o'ng tomondagi diagramma bilan berilgan. Bu uning asosiy oktonionidan olingan (480 ta mumkin bo'lganlardan biri), u quyidagicha aniqlanadi:

${ displaystyle e_ {i} e_ {j} = - delta _ {ij} e_ {0} + varepsilon _ {ijk} e_ {k}, ,}$

qayerda ${ displaystyle delta _ {ij}}$ bo'ladi Kronekker deltasi va ${ displaystyle varepsilon _ {ijk}}$ bo'ladi Levi-Civita belgisi qiymati bilan ${ displaystyle +1}$ qachon ${ displaystyle ijk = 123,154,176,264,257,374,365,}$ va:

${ displaystyle e_ {i} e_ {0} = e_ {0} e_ {i} = e_ {i}; , , , , e_ {0} e_ {0} = e_ {0},}$

bilan ${ displaystyle e_ {0}}$ skalar elementi va ${ displaystyle i, j, k = 1 ... 7.}$

Qizil o'qlar, ushbu ko'paytma jadvali bilan bo'linish oktonionini yaratgan ota-onaning pastki o'ng kvadrantini inkor qilish orqali yo'nalishni o'zgartirishi mumkinligini ko'rsatadi.

Konjugate, norma va teskari

The birlashtirmoq split-oktonion x tomonidan berilgan

${ displaystyle { bar {x}} = x_ {0} -x_ {1} , i-x_ {2} , j-x_ {3} , k-x_ {4} , ell -x_ {5} , ell i-x_ {6} , ell j-x_ {7} , ell k,}$

xuddi oktoniyalarga o'xshab.

The kvadratik shakl kuni x tomonidan berilgan

${ displaystyle N (x) = { bar {x}} x = (x_ {0} ^ {2} + x_ {1} ^ {2} + x_ {2} ^ {2} + x_ {3} ^ {2}) - (x_ {4} ^ {2} + x_ {5} ^ {2} + x_ {6} ^ {2} + x_ {7} ^ {2}).}$

Ushbu kvadrat shakl N(x) an izotrop kvadratik shakl chunki nolga teng bo'lmagan split-oktonionlar mavjud x bilan N(x) = 0. Bilan N, split-oktonionlar a hosil qiladi psevdo-evklid fazosi sakkiz o'lchovdan ortiq R, ba'zan yoziladi R^4,4 kvadratik shaklning imzosini belgilash uchun.

Agar N(x) ≠ 0, keyin x (ikki tomonlama) ega multiplikativ teskari x⁻¹ tomonidan berilgan

${ displaystyle x ^ {- 1} = N (x) ^ {- 1} { bar {x}}.}$

Xususiyatlari

Split-oktonionlar, xuddi oktonionlar singari, noaniq va assotsiativ emas. Shuningdek, oktonionlar singari ular a hosil qiladi kompozitsion algebra kvadratik shakldan beri N multiplikativ hisoblanadi. Anavi,

${ displaystyle N (xy) = N (x) N (y).}$

Split-oktoniyalar qoniqtiradi Moufangning o'ziga xosliklari va shuning uchun muqobil algebra. Shuning uchun, tomonidan Artin teoremasi, har qanday ikkita element tomonidan yaratilgan subalgebra assotsiativdir. Barcha qaytariladigan elementlarning to'plami (ya'ni ular uchun elementlar) N(x) ≠ 0) shakl Moufang pastadir.

Split-oktonionlarning avtomorfizm guruhi 14 o'lchovli Lie guruhi, split haqiqiy shakl favqulodda oddiy Lie guruhi G₂.

Zornning vektor-matritsa algebrasi

Split-oktonionlar assotsiativ bo'lmaganligi sababli ularni oddiy bilan ifodalash mumkin emas matritsalar (matritsani ko'paytirish har doim assotsiativ). Zorn matritsalarni ko'paytirishning o'zgartirilgan versiyasidan foydalangan holda ularni ikkala skalar va vektorlarni o'z ichiga olgan "matritsalar" sifatida ko'rsatish usulini topdi.^[2] Xususan, a ni aniqlang matritsali vektor shaklning 2 × 2 matritsasi bo'lishi kerak^[3][4][5][6]

${ displaystyle { begin {bmatrix} a & mathbf {v} mathbf {w} & b end {bmatrix}},}$

qayerda a va b haqiqiy sonlar va v va w vektorlar R³. Ushbu matritsalarni qoida bo'yicha ko'paytirishni aniqlang

${ displaystyle { begin {bmatrix} a & mathbf {v} mathbf {w} & b end {bmatrix}} { begin {bmatrix} a '& mathbf {v}' mathbf {w } '& b' end {bmatrix}} = { begin {bmatrix} aa '+ mathbf {v} cdot mathbf {w}' & a mathbf {v} '+ b' mathbf {v} + mathbf {w} times mathbf {w} ' a' mathbf {w} + b mathbf {w} '- mathbf {v} times mathbf {v}' & bb '+ mathbf {v } ' cdot mathbf {w} end {bmatrix}}}$

qaerda · va × oddiy nuqta mahsuloti va o'zaro faoliyat mahsulot 3-vektorlardan. Odatdagidek aniqlangan qo'shimcha va skalar ko'paytmasi bilan ushbu barcha matritsalar to'plami reals ustida assotsiativ bo'lmagan bir o'lchovli 8 o'lchovli algebra hosil qiladi. Zornning vektor-matritsa algebrasi.

"Ni belgilanganiqlovchi "qoida bo'yicha vektor-matritsaning

${ displaystyle det { begin {bmatrix} a & mathbf {v} mathbf {w} & b end {bmatrix}} = ab- mathbf {v} cdot mathbf {w}}$.

Ushbu determinant Zorn algebrasida kvadratik shakl bo'lib, u kompozitsiya qoidasini qondiradi:

${ displaystyle det (AB) = det (A) det (B). ,}$

Zornning vektor-matritsali algebrasi, aslida, split-oktonionlar algebrasi uchun izomorfdir. Oktonion yozing ${ displaystyle x}$ shaklida

${ displaystyle x = (a + mathbf {v}) + ell (b + mathbf {w})}$

qayerda ${ displaystyle a}$ va ${ displaystyle b}$ haqiqiy sonlar va v va w vektor sifatida qaraladigan sof xayoliy kvaternionlardir R³. Split-oktonionlardan Zorn algebrasigacha bo'lgan izomorfizm quyidagicha berilgan

${ displaystyle x mapsto phi (x) = { begin {bmatrix} a + b & mathbf {v} + mathbf {w} - mathbf {v} + mathbf {w} & a-b oxiri {bmatrix}}.}$

Ushbu izomorfizm normani saqlab qoladi ${ displaystyle N (x) = det ( phi (x))}$.

Ilovalar

Split-oktonionlar jismoniy qonunni tavsiflashda ishlatiladi. Masalan:

• The Dirak tenglamasi fizikada (erkin spin 1/2 zarrachaning harakat tenglamasi, masalan, elektron yoki proton) mahalliy split-oktonion arifmetikasida ifodalanishi mumkin.^[7]
• Supersimetrik kvant mexanikasi oktonion kengaytmaga ega.^[8]
• Zornga asoslangan split-oktonion algebra mahalliy o'lchagich nosimmetrik SU (3) kvant xromodinamikasini modellashtirishda ishlatilishi mumkin.^[9]
• To'p 3 baravar katta radiusli to'pga siljimay dumalab tushish muammosi, istisno guruhning bo'linib ketgan haqiqiy shakliga ega. G₂ simmetriya guruhi sifatida, bu muammoni split-oktonionlar yordamida tasvirlash mumkinligi sababli.^[10]

Adabiyotlar

• Xarvi, F. Riz (1990). Spinorlar va kalibrlashlar. San-Diego: Akademik matbuot. ISBN  0-12-329650-1.
• Nash, Patrik L (1990) "Split oktonion algebra tuzilishi to'g'risida", Il Nuovo Cimento B 105(1): 31–41. doi:10.1007 / BF02723550
• Springer, T. A .; F. D. Veldkamp (2000). Octonions, Jordan Algebras va Exceptional Groups. Springer-Verlag. ISBN  3-540-66337-1.