Cómo calcular directamente el generador infinitesimal de SU(2)

Comúnmente investigamos las propiedades de SU(2) sobre la base de SO(3). Sin embargo, quiero calcular directamente el generador infinitesimal de SU(2) según la definición

X i = tu α i
de la teoría de grupos de Lie. Pero, ¿dónde están los problemas de los métodos que utilicé a continuación?

Primero, parametrizo el SU(2) con el ( θ , ϕ , γ ) como esto:

tu = [ mi i θ s i norte ϕ mi i γ C o s ϕ mi i γ C o s ϕ mi i θ s i norte ϕ ]
y la E es cuando ( θ , ϕ , γ ) = ( 0 , π 2 , 0 ) .

En segundo lugar, uso la definición de generador infinitesimal así:

I 1 = tu θ | ( 0 , π 2 , 0 ) = i [ 1 0 0 1 ]

I 2 = tu ϕ | ( 0 , π 2 , 0 ) = i [ 0 i i 0 ]

I 3 = tu γ | ( 0 , π 2 , 0 ) = i [ 0 0 0 0 ]
Aquí está la pregunta...

¿Por qué obtengo la matriz 0? Deberíamos esperar tener el Pauli Matrix. ¿no es así?
¿De dónde es el problema?

Respuestas (1)

El problema es que tus coordenadas no están bien definidas en θ = 0 y ϕ = π / 2 . Nótese en particular que

tu | ( 0 , π 2 , γ ) = ( 1 0 0 1 )
por cualquier valor de γ . Una opción más simple es
tu ~ = ( X + i y z + i w z + i w X i y ) ,
con
X = 1 y 2 z 2 w 2 .
Diferenciando esto encuentras
d tu ~ = i ( d y + i d z + d w i d z + d w d y ) y d y + z d z + w d w 1 y 2 z 2 w 2 ( 1 0 0 1 )
desde donde se pueden leer las matrices de Pauli en el punto ( X , y , z , w ) = ( 1 , 0 , 0 , 0 ) .

¡Gracias! "Los parámetros deben estar bien definidos" parece que debo hacer este paso con cautela.