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辛同胚

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在數學中,一個辛同胚(symplectomorphism)是辛流形範疇中的一個同構。
中文名
辛同胚
外文名
symplectomorphism
學    科
物理

辛同胚正式定義

具體地,設 (M1, ω1) 與 (M2, ω2) 是辛流形。一個映射
  • f:M1M2
是一個辛同胚如果它是一個微分同胚且 ω2f下的拉回等於 ω1
辛同胚的例子包括經典力學與理論物理中的典範變換,與任何哈密頓函數相伴的流,餘切叢上由流形的微分同胚誘導的映射,以及李羣的一個餘伴隨軌道在一個羣元素下的餘伴隨作用。 [1] 

辛同胚

由定義,辛流形上任何光滑函數給出一個哈密頓向量場,且這樣向量場的集合組成辛向量場李代數的一個子代數。一個辛向量場的流的積分是一個辛同胚。因為辛同胚保持辛 2-形式,從而也保持辛體積,於是有哈密頓力學中的劉維爾定理。由哈密頓向量場生成的辛同胚也成為哈密頓辛同胚。
因為{H,H} =XH(H) = 0,哈密頓向量場的流也保持H。在物理學中這解釋為能量守恆
如果一個連通辛流形的第一個貝蒂數等於零,辛向量場與哈密頓向量場重合,所以哈密頓同痕與辛同痕的概念重合。

辛同胚(哈密頓)辛同胚羣

從一個流形到自身的辛同胚組成一個無限維偽羣。相應的李代數由辛向量空間組成。哈密頓辛同胚形成一個子羣,它的李代數由哈密頓向量場給出。後者同構於光滑函數關於流形上泊松括號的李代數模去常數。
由班亞嘎(Banyaga)的一個定理,哈密頓微分同胚羣是單羣。它們有由霍弗爾範數(Hofer norm)給出的自然幾何。某些簡單辛四維流形(比如球面的乘積)的辛同胚羣的同倫型可用偽全純曲線的格羅莫夫定理計算出來。

辛同胚量子化

辛同胚的有限維子羣(一般在
-形變後)在希爾伯特空間上的表示稱為子化。當李羣是由一個哈密頓量定義的,它稱為一個“由能量量子化”。從李代數到連續線性算子李代數對應的算子通常也稱為量子化;這是物理學中更常見的方式。參見外爾量子化、幾何量子化、非交換幾何。
參考資料
  • 1.    Dusa McDuff and D. Salamon: Introduction to Symplectic Topology (1998) Oxford Mathematical Monographs, ISBN 0-19-850451-9.