具有自旋对称性的Dirac方程的Yangian对称性和可积性研究

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对称性的研究在量子力学中有着非常重要的意义。对于物理模型性质的研究,人们常常是从研究其对称性着手。通过对对称性的研究,可以获得定性,半定量甚至定量的结论。因为量子力学的态空间---Hilbert空间是线性向量空间,因此,研究量子力学中的对称性的基本数学工具是群论及其表示理论。但是对于多体系统,其态空间是由向量空间直积而得到的张量空间,因此有必要发展超越李代数的数学工具来研究张量空间中的对称性。Yangian代数就是研究张量空间对称性的强有力的数学工具之一。   Yang-Baxter方程是杨振宁教授对物理学重大贡献之一。它是处理一大类低维非线性量子体系的成功地理论。Yangian代数是Yang-Baxter方程的有理解。RTT关系是其基本的关系式。在由RTT关系展开所得的一系列方程中,其低阶的矩阵元就是Yangian代数的生成元,而高阶的关系都可由低阶递推得来。Yangian代数及其表示理论对许多量子多体模型的对称性描述有着很大的优越性,近年来越来越成为研究的热点。最近的研究也显示,Yangian也存在于许多基本的量子系统中,如非相对论性的氢原子。   本论文研究在相对论性的量子力学模型(——)具有自旋对称性的狄拉克方程的可积性和Yangian等问题。我们的研究表明,该模型不仅仅具有李代数SO(4)对称性,并且还具有Y(SU(2))对称性。我们通过SO(4)李代数的生成元构造出了Y(SU(2))代数,并且从Y(SU(2))的表示理论得到了该模型的能谱。更进一步,我们从RTT关系出发,证明了该模型的完全可积性。我们的研究表明,Yangian对称性在相对论性的量子力学模型也能实现其应用价值。
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