SO(3) est un sous-groupe invariant du groupe de Galilée. Or, à tout sous-groupe invariant d'un groupe dynamique d'un système, on peut associer une constante du mouvement de ce système. Dans ce cadre, on voit émerger le spin (le moment cinétique intrinsèque d'une particule, autrement dit un invariant associé à SO(3)) des représentations irréductibles du groupe de Galilée.Envoyé par mariposaElle montre précisément l'inverse, à savoir le caractère relativiste (ici on se place dans le cas particulier de la relativité classique) de la notion de spin.Envoyé par mariposaC’est précisément ce type de démarche de modélisation que présente Jean Marie Souriau dans «Structure of Dynamical Systems» notamment avec ce qu’il appelle l’application moment. Cette application associe à chaque mouvement du système (cad à chaque point de la variété symplectique modélisant l’espace des mouvements du système) un moment du groupe dynamique du système considéré.Envoyé par mariposa
L'espace des moments du groupe (c’est à dire finalement l’espace des constantes du mouvement du système) est encore appelé espace des torseurs du groupe dynamique. C’est par définition le dual de l’algèbre de Lie du groupe dynamique en question. La démarche de modélisation de Monsieur Souriau se fonde sur la représentation des groupes dynamiques de la physique, notamment ceux modélisant la Relativité (le groupe de Galilée en Relativité classique et le groupe de Poincaré en Relativité Restreinte).
A noter que pour mener cette discussion un peu plus loin, il faudrait détailler la façon dont, en Relativité Restreinte, les bispineurs de Dirac émergent de deux représentations irréductibles (images l’une de l’autre par l’opérateur parité) du revêtement universel SL(2,C) du groupe de Lorentz SO(1,3). En effet, l'algèbre de Lie du groupe de Lorentz est isomorphe à l’algèbre de Lie de SO(4). Cette algèbre est elle-même isomorphe à Lie (SO(3))+Lie(SO(3)) (=Lie(SU(2))+Lie(SU(2)) puisque SU(2) est le revêtement universel de SO(3)). Les bispineurs de l'équation de Dirac découlent des propriétés algébriques caractéristiques du groupe de Lorentz (donc aussi de son revêtement universel SL(2,C)) via les relations de commutations caractéristiques des boosts Lorentziens et des rotations spatiales.
Voir le Cours de troisième cycle de Martin DELAMOTTE pour plus de détails. Un soupçon de théorie des groupes. Une approche formelle de la physique quantique par les groupes de symétries, Jussieu, Paris VI http://sciences.ows.ch/mathematiques...areLorentz.pdf
Bernard Chaverondier
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