- Nicht zu verwechseln mit Tensorprodukten von Spin-Darstellungen.
In der Mathematik, der mathematischen Physik und der theoretischen Physik ist der Spin-Tensor eine Größe, mit der die Rotationsbewegung von Partikeln in der Raumzeit beschrieben wird. Der Tensor hat Anwendung in Allgemeine Relativitätstheorie und spezielle Relativitätstheorie sowie Quantenmechanik, relativistische Quantenmechanik und Quantenfeldtheorie.
Die Euklidische Gruppe SE (d) der direkten Isometrien wird durch Translationen und Rotationen erzeugt. Seine Lie-Algebra ist geschrieben .
Dieser Artikel verwendet kartesische Koordinaten und die Tensorindexnotation.
Hintergrundinformationen zu Noetherströmen [ edit ]
Der Noether-Strom für Übersetzungen im Weltraum ist Impuls, während der Strom für Zeitsprünge Energie ist. Diese beiden Aussagen kombinieren sich in der Raumzeit zu einer: Die Verschiebung zwischen zwei Ereignissen wird durch die vier Impulse P erzeugt. Die Erhaltung des Vierimpulses ist durch die Kontinuitätsgleichung gegeben:
ergibt die Vektor mit vier Impulsen zur Zeit t .
Der Noetherstrom für eine Drehung um den Punkt y wird durch einen Tensor 3. Ordnung angegeben, der als . Wegen der Lie-Algebra-Beziehungen
wobei der 0-Index den Ursprung von angibt (im Gegensatz zum Moment hängt der Drehimpuls vom Ursprung ab), das Integral:
gibt den Drehimpuls-Tensor zur Zeit t .
Definition [ edit ]
Der Spin Tensor ist an einem Punkt x als der Wert des Noether-Stroms bei [definiert x einer Rotation um x ,
Die Kontinuitätsgleichung
- [19459007
impliziert:
und daher ist der Spannung-Energie-Tensor kein symmetrischer Tensor.
Die Menge S ist die Dichte des Spin-Drehimpulses (Spin ist in diesem Fall nicht nur für ein punktartiges Teilchen, sondern auch für einen ausgedehnten Körper) und M ist die Dichte des Bahndrehimpulses. Der Gesamtdrehimpuls ist immer die Summe der Spin- und Orbitalbeiträge.
Die Beziehung:
gibt die Drehmomentdichte an, die die Umwandlungsrate zwischen dem Bahndrehimpuls und dem Spin zeigt.
Beispiele edit ]
Beispiele für Materialien mit einer Spindichte von Null sind molekulare Flüssigkeiten, das elektromagnetische Feld und turbulente Flüssigkeiten. Bei molekularen Flüssigkeiten können sich die einzelnen Moleküle drehen. Das elektromagnetische Feld kann zirkular polarisiertes Licht aufweisen. Bei turbulenten Flüssigkeiten können wir willkürlich zwischen Phänomenen mit langer Wellenlänge und Phänomenen mit kurzer Wellenlänge unterscheiden. Eine langwellige Vorticity kann durch Turbulenz in kleinere und kleinere Wirbel umgewandelt werden, die den Drehimpuls in immer kleinere Wellenlängen transportieren, während gleichzeitig die Vorticity reduziert wird. Dies kann durch die Wirbelviskosität angenähert werden.
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