¿Qué significa el postulado de simetrización para la descomposición del espacio de Hilbert de partículas NNN HNHN\mathcal{H}^N?

Supongamos que tienes norte partículas, cada una de las cuales puede ocupar cualquiera de s estados En general, puede escribir el norte partícula espacio de Hilbert H norte como producto de 1 partículas espacios de Hilbert H 1 :

H norte = H 1 H 1 H 1 ,
con d i metro [ H 1 ] = s .

Esto significa que el norte el espacio de partículas tendrá d i metro [ H norte ] = s norte .

Ahora nos fijamos en los subespacios habituales: F norte para fermiones y B norte para bosones. Por sus dimensiones tenemos

d i metro [ F norte ] = ( s norte )
y
d i metro [ B norte ] = ( s + norte 1 norte ) .
Ahora, tenía la impresión de que el postulado de simetrización, que dice que solo hay estados completamente simétricos o completamente antisimétricos, significa que hay una descomposición de H norte en una suma directa
H norte = F norte B norte .
Sin embargo, como se puede comprobar fácilmente (por ejemplo, para norte = 3 ), esto no puede ser cierto ya que las dimensiones no suman, d i metro [ H 3 ] = gramo 3 d i metro [ B norte ] + d i metro [ F norte ] 1 3 gramo 3 .

¿Qué sucede con las dimensiones "faltantes"? ¿Se puede decir algo sobre una descomposición de H norte como consecuencia del postulado de simetrización?

Respuestas (1)

De hecho, el postulado de la simetrización dice que en la naturaleza solo se realizan estados completamente simétricos o completamente antisimétricos, dependiendo de si el espín es integral o no integral (y suponiendo que todas las partículas son idénticas; de lo contrario, la simetrización debe realizarse solo sobre cada grupo de partículas idénticas). partículas). Así la parte usada de H norte es cualquiera B norte o F norte (sin superposiciones como en su suma directa). Los estados no simetrizados simplemente no son elegibles para sistemas realistas, aunque hay muchos de ellos en H norte .

Sin embargo, desde una perspectiva puramente matemática, uno puede descomponer H norte en una suma directa de subespacios, cada uno de los cuales lleva una representación irreducible del grupo simétrico de los norte partículas Dos de estos subespacios tienen un significado físico, precisamente aquellos en los que la representación es unidimensional. Los subespacios restantes corresponderían a hipotéticas partículas ''parafermiónicas'' que no se encuentran en la naturaleza.