Impulsos de Lorentz y Rotaciones de Wigner: Cuaterniones complejizados auto-adjuntos
Autores: Berry, Thomas; Visser, Matt
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Impulsos de Lorentz y Rotaciones de Wigner: Cuaterniones complejizados auto-adjuntos
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Física
Palabras clave
Lore
Impulsa
Cuaternión
Wigner
Rotaciones
4-velocidades
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, se consideran los impulsos de Lorentz y las rotaciones de Wigner desde un punto de vista cuaterniónico (complejificado). Se demuestra que, para una 4-velocidad cuaterniónica compleja auto-adjunta adecuadamente definida, los impulsos de Lorentz puros pueden expresarse en términos de la raíz cuadrada cuaterniónica de la 4-velocidad relativa que conecta los dos marcos inerciales. Cálculos sencillos conducen a fórmulas algebraicas bastante explícitas y relativamente simples para la composición de 4-velocidades y el ángulo de Wigner. La rotación de Wigner se relaciona posteriormente con la composición genérica de tres 4-velocidades, y se desarrolla una condición para que se mantenga la asociatividad. Finalmente, los autores relacionan la composición de 4-velocidades con una implementación específica del teorema de Baker-Campbell-Hausdorff. En comparación con las transformaciones de Lorentz ordinarias, el uso de cuaterniones complejificados auto-adjuntos conduce, desde un punto de vista computacional, a ahorros de almacenamiento y cálculos más rápidos, y desde un punto de vista pedagógico a fórmulas relativamente simples y explícitas.
Descripción
En este artículo, se consideran los impulsos de Lorentz y las rotaciones de Wigner desde un punto de vista cuaterniónico (complejificado). Se demuestra que, para una 4-velocidad cuaterniónica compleja auto-adjunta adecuadamente definida, los impulsos de Lorentz puros pueden expresarse en términos de la raíz cuadrada cuaterniónica de la 4-velocidad relativa que conecta los dos marcos inerciales. Cálculos sencillos conducen a fórmulas algebraicas bastante explícitas y relativamente simples para la composición de 4-velocidades y el ángulo de Wigner. La rotación de Wigner se relaciona posteriormente con la composición genérica de tres 4-velocidades, y se desarrolla una condición para que se mantenga la asociatividad. Finalmente, los autores relacionan la composición de 4-velocidades con una implementación específica del teorema de Baker-Campbell-Hausdorff. En comparación con las transformaciones de Lorentz ordinarias, el uso de cuaterniones complejificados auto-adjuntos conduce, desde un punto de vista computacional, a ahorros de almacenamiento y cálculos más rápidos, y desde un punto de vista pedagógico a fórmulas relativamente simples y explícitas.