Vignerova D matrica

Vignerova D matrica predstavlja matricu ireducibilnih reprezentacija grupa SU(2) i SO(3). Vignerova D matrica je kvadratna matrica operatora rotacija dimenzija sa opštim elementima:

Matrica je dobila ime po Eugenu Vigneru, koji ju je prvi uveo 1927. godine.

Definicija D matrice

uredi

Generatori Lijevih algebri SU(2) i SO(3) označimo sa  ,  ,  . Za njih vrede sledeće komutacione relacije:

 

Operator

 

predstavlja Kazimirov operator od SU(2) (ili SO(3) ). Operator rotacija može da se prikaže kao:

 

gde su   i  Ojlerovi uglovi. Vignerova D matrica je kvadratna matrica dimenzija   sa opštim elementima:

 

Pri tome mala Vignerova d- matrica označena je sa:

 

Mala Vignerova d- matrica

uredi

Mala Vignerova d- matrica može da se predstavi kao:

 

Matrični elementi male d- matrice povezani su sa Jakobijevim polinomima   sa nenegativnim   i  . Neka je

 

Onda je:

 

Onda uz uslov   relacija je:

 

gde su  

Svojstva Vignerove D matrice

uredi

Sledećih šest operatora:

 
 

zadovoljava komutacione relacije:

 

Uz to dva niza uzajamno komutiraju:

 

Kvadrati tih operatora su jednaki:

 

Eksplicitni oblik je:

 

Dejstvo operatora   na prvi indeks D-matrice je:

 
 

S druge strane dejstvo   operatora na drugi indeks D-matrice je:

 
 

Konačno dobija se:

 

Relacija ortogonalnosti

uredi
 

Kronekerov proizvod matrica

uredi

Kronekerov proizvod D matrica

 

čini reducibilnu matričnu reprezentaciju specijalnih grupa SO(3) i SU(2). Redukcijom na ireducibilne komponente dobija se:

 

Simboli   su Klebš-Gordanovi koeficijenti.

Veza sa sfernim harmonicima i Ležandrovim polinomima

uredi

Za celobrojne vrednosti   i za drugi indeks jednak nuli matrični elementi D-matrice proporcionalni su sfernim harmonicima i pridruženim Ležandrovim polinomima:

 

Odatle se dobija sledeća relacija za male d-matrice:

 

Ako su oba indeksa jednaka nuli tada su matrični elementi proprcionalni Ležandrovom polinomu:

 

Tabela male Vignerove d- matrice

uredi

Za j=1/2

  •  
  •  

Za j=1

  •  
  •  
  •  
  •  


Za j=3/2

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Za j=2

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Literatura

uredi
  • Abramowitz, Milton; Stegun, Irene A., eds. , Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables. . New York: Dover. 1965. ISBN 978-0486612720. 
  • Wigner E. P., Group Theory and its Application to the Quantum Mechanics of Atomic Spectra, New York: Academic Press (1959)
  • Messiah, Albert, Quantum Mechanics (Volume II) (12th ed.). . New York: North Holland Publishing. 1981. ISBN 978-0-7204-0045-8.