Bonjour,
Je n'avais pas vu ta question.
Representation d'un groupe par opérateurs.
Je vais te présenter la chose un peu plus formellement.
Tu as un groupe abstrait G (il est seulement définit par sa table de multiplication) dont les éléments sont notés g.
Représenter linéairement le groupe G dans un espace vectoriel V de dimension n cela veut dire associer un élement g de G à un opérateur D(g) agissant dans V.
cela définit un homomorphisme, cad que la multiplication" dans G est "transposée" dans la multiplication des opérateurs agissant dans V.
On peut écrire:
g1*g2 donne D(g1)*D(g2)
Si e est l'élément neutre on voit que D(e) est l'opérateur unité.
Représentation d'un groupe par matrices.
Tout ceci peut se transformer en matrices n*n en choisissant une base dans V.
Ainsi l'élément g sera représenté par la matrice Di,j (g) de dimension n.
A l'élement neutre e correspond une matrice diagonale de 1 de dimension n
Representations matricielles équivalentes
Si tu fais un changement de base dans V toutes les matrices font changer mais celle-ci représentent le même opérateur. Autrement dit les nouvelles matrices sont équivalentes. C'est donc la même représentation.
Ce qui veut dire qu'une représentation linéaire d'un groupe c'est une application de G sur les automorphismes de V.
Représentations irréductibles
Bien entendu il y a autant de représentations possibles que de dimensions d'espaces vectoriels. Mais à priori ces représentations sont réductibles, cad que moyennant un unique changement de base pertinent on peut d'un seul coup diagonaliser par blocs toutes les matrices de la représentation réductible. Ainsi l'espace V initial se décompose en une somme de sous-espaces invariants:
V = V1 + V2 + ...
Nota: Une représentation irréductible peut-être répétée plusieurs fois.
Les groupe de Lie sont définis dés le départ comme des matrices:Il me semble aussi avoir lu qu'un groupe de Lie n'a pas toujours de représentation matricielle (ici on sort du cas Poincaré et Galilée, of course) ? C'était une remarque dans un article sur les "groupes matriciels" (par abus de langage) où ils donnaient la définition exacte des groupes de Lie et le fait que l'approche par matrice ne couvrait pas tout. Mais je n'ai jamais vu d'exemple non matriciel
Par exemple le groupe noté SL(n,C)
C'est le groupe des matrices de dimension n à coefficients complexes dont le déterminant = 1
Donc les groupes de Lie sont des groupes de matrices qu'il faut représenter par des matrices de dimension différentes.
Tu connais le groupe O(3) qui est le groupe des transformations qui laissent la sphère invariante (c'est un groupe de Lie).
Les harmoniques sphériques avec l= 0, l= 1, l=2 etc...constituent des espaces vectoriels v de dimension 2.l + 1 qui sont des espaces invariants.
Par exemple les orbitales d cad l=2 sous-tendent un espace vectoriel de dimension 5 qui a chaque rotation de O(3) fait correspondre une matrice de dimension 5.
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