Grupo de Poincaré

Teoria quântica de campos

(Diagramas de Feynman)

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Na física e na matemática, o Grupo de Poincaré, criado pelo matemático francês Henri Poincaré, é um grupo de isometrias no espaço de Minkowski.

Definição

O grupo de Poincaré pode ser definido como um grupo de Lie não compacto com dez dimensões. O grupo abeliano das translações é um subgrupo normal enquanto que o grupo de Lorentz é um subgrupo, o estabilizador de um ponto. Então o grupo de Poincaré é o grupo afim do grupo de Lorentz, o produto semidireto das translações e das transformações de Lorentz

${\displaystyle \mathbf {R} ^{1,3}\rtimes O(1,3).\,}$

Outra forma de definir é estabelecendo que o grupo de Poincaré é uma extensão de grupo do grupo de Lorentz por um vetor de representação de grupo.

Em acordo com o programa de Erlangen, a geometria do espaço de Minkowski é definida pelo grupo de Poincaré: o espaço de Minkowski é considerado um espaço homogêneo para o grupo.

Álgebra de Poincaré

A Álgebra de Poincaré é a álgebra de Lie do grupo de Poincaré e é dada pelas relações de comutação:

• ${\displaystyle [P_{\mu },P_{\nu }]=0\,}$
• ${\displaystyle {\frac {1}{i}}[M_{\mu \nu },P_{\rho }]=\eta _{\mu \rho }P_{\nu }-\eta _{\nu \rho }P_{\mu }\,}$
• ${\displaystyle {\frac {1}{i}}[M_{\mu \nu },M_{\rho \sigma }]=\eta _{\mu \rho }M_{\nu \sigma }-\eta _{\mu \sigma }M_{\nu \rho }-\eta _{\nu \rho }M_{\mu \sigma }+\eta _{\nu \sigma }M_{\mu \rho }\,}$

onde ${\displaystyle P}$ é o gerador das translações, ${\displaystyle M}$ é o gerador das transformações de Lorentz e ${\displaystyle \eta }$ é a métrica de Minkowski.

O grupo de Poincaré é a simetria completa de qualquer teoria de campo relativa. Como resultado toda partícula elementar participa na representação deste grupo. Geralmente este conceito é especificado como four-momentum de cada partícula (ou seja: sua massa) e seu número quântico intrínseco ${\displaystyle J^{PC}}$, onde J é o spin, P é a paridade e C é a conjugação de carga. Muitas teorias quânticas de campos violam a paridade e a conjugação de cargas, nestes casos nós descartamos o P e o C, já que o teorema CPT é uma invariante de toda teoria de campo quântica.

Simetria de Poincaré

A Simetria de Poincaré é uma simetria completa da relatividade restrita e inclui:

• translações no tempo e no espaço
• rotações no espaço
• Transformações de Lorentz

As duas últimas simetrias juntas formam o grupo de Lorentz.

Leitura recomendada

• Weinberg, Steven (1995). The Quantum Theory of Fields. 1. Cambridge: Cambridge University press. ISBN 978-0-521-55001-7