Gruppo unitario
Il gruppo unitario U(n) è l'insieme delle matrici unitarie n×n con l'operazione di moltiplicazione tra matrici. È un sottogruppo di , cioè il gruppo lineare generale delle matrici complesse invertibili.
Il sottoinsieme di esso che comprende solamente le matrici con determinante 1 è il gruppo unitario speciale, denotato con SU(n).
U(n) è un gruppo di Lie di dimensione n2.
Se n=1, allora U(n) è semplicemente l'insieme dei numeri complessi con norma pari a 1. Per n>1, invece, il gruppo non è commutativo; il suo centro è l'insieme aI, dove I è la matrice identità di ordine n e a è un qualunque scalare la cui norma è uguale a 1.
Il gruppo U(1) è isomorfo al gruppo circolare.
Matrice unitaria
In matematica, una matrice unitaria n × n è una matrice complessa U che soddisfa la condizione:
dove è la matrice identità e è la trasposta coniugata (ovvero la aggiunta hermitiana) della . Si noti che la precedente uguaglianza equivale a dire che una matrice è unitaria se possiede una inversa uguale alla sua coniugata trasposta .
Una matrice unitaria avente tutte le entrate reali è una matrice ortogonale.
Gruppo unitario speciale
In matematica, il gruppo unitario speciale di grado , abbreviato con SU(), è il gruppo di matrici unitarie con determinante unitario. L'operazione interna al gruppo corrisponde alla moltiplicazione tra matrici. Il gruppo speciale unitario è un sottogruppo del gruppo unitario U(), che include tutte le matrici unitarie , che è a sua volta un sottogruppo del gruppo lineare generale GL(, C).
Il caso più semplice, ovvero SU(1), è un gruppo banale, contenente cioè un solo elemento. Il gruppo SU(2) è isomorfo rispetto al gruppo dei quaternioni di valore assoluto pari a 1, ed è perciò diffeomorfo nei confronti di un sfera in quattro dimensioni (definita 3-sfera). Poiché quaternioni unitari possono essere usati per rappresentare rotazioni nello spazio tridimensionale (a meno del segno), l'omeomorfismo è suriettivo da SU(2) fino al gruppo ortogonale speciale SO(3) il cui nucleo è {+, −}.
Bibliografia
- (EN) Halzen, Francis; Martin, Alan, Quarks & Leptons: An Introductory Course in Modern Particle Physics, John Wiley & Sons, 1984, ISBN 0-471-88741-2.
- (EN) Jean Dieudonné (1977): Treatise on Analysis. Volume V: Compact Lie Groups and Semisimple Lie Groups, Academic Press, ISBN 0-12-215505-X
- (EN) Nicolas Bourbaki (1989): Elements of Mathematics. Lie groups and Lie algebras, Springer, ISBN 3-540-50218-1
Voci correlate
- Gruppo unitario speciale
- Teoria dei gruppi
- Glossario sulle matrici
- Algebra di Clifford
- Gruppo ortogonale
Collegamenti esterni
- Maximal Subgroups of Compact Lie Groups, su arxiv.org.
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