500250:
Lie Algebren

Veranstalter: Dorothea Bahns
Beginn: in der ersten Semesterwoche 15.10.2008
Zeit und Ort: Mittwoch 10:15 bis 11:45, Hörsaal H3 (Mathematisches Institut)
Stud.IP: Stud.IP link
Module:     M.mat.473 (Spezialkurs in Algebraische Strukturen) und
M.mat.479 (Spezialkurs Mathematische Methoden der Physik)
B.phy.508 (Kern- und Teilchenphysik) anrechenbar.
Schein: Abschlussprüfung: Klausur.
Zur Vorbereitung: über das Semester verteilt freiwillige Hausaufgaben.
Klausurtermine: 28.1. 10:15-11:00 Uhr HS 3 (erste Vorlesungsstunde). Es sind keine Hilfsmittel zugelassen. Nachklausur: 30.3. 10:15-11:00 Uhr HS 3.
Aktuell: Die Scheine für Studierende der Diplom-Studiengänge sind ab sofort bei der Bibliotheksaufsicht erhältlich. Bitte entschuldigen Sie die lange Verzögerung! Für Studierende in Bachelor-Studiengängen werden die Klausurergebnisse nachträglich durch Herrn Kriete in FlexNow eingetragen.

Inhalt:

Lie-Algebren sind gewisse nicht-assoziative Strukturen, die in vielen Gebieten der Mathematik und Physik auftreten. Ein Beispiel ist der Raum der nxn Matrizen mit der Verknüpfung [A,B]:=A B - B A (Lie-Klammer). Zunächst werde ich eine Einführung in die Theorie der Lie-Algebren geben. Wir werden uns dann speziell mit der Klassifikation der komplexen halbeinfachen Lie-Algebren beschäftigen. Es werden wichtige physikalische Anwendungen besprochen, etwa der sogenannte achtfache Weg des Standardmodells der Teilchenphysik. Es werden jedoch keine Kenntnisse der Physik vorausgesetzt.
Vorkenntnisse:     Die Vorlesung richtet sich an Studierende der Mathematik und der Physik.
Kenntnisse der Linearen Algebra sind notwendig, Kenntnisse der Algebra hilfreich.

Literatur:

James E. Humphreys, Introduction to Lie algebras and representation theory, Springer, 1997 SUBGoeOpac
Joachim Hilgert und Karl-Hermann Neeb, Lie-Gruppen und Lie-Algebren, Vieweg, 1991 SUBGoeOpac
William Fulton and Joe Harris, Representation theory : a first course, Springer, 1991 SUBGoeOpac
J. F Cornwell, Group theory in physics : an introduction, Academic Press, 1997 SUBGoeOpac

Aufgaben:

Blatt 1 Lösungshinweise [4.11. aktualisiert: Lösung Aufgabe 5 eingefügt, Lösungshinweis zu Aufgabe 4 verbessert]
Blatt 2 Lösungshinweise [13.11.]
Blatt 3 Lösungshinweise [4.12.]
Blatt 4 Lösungshinweise
Blatt 5 Lösungshinweise
Blatt 6 Lösungshinweise
Blatt 7
Ergänzungen: Aktuelle Ergänzungen zur Vorlesung finden Sie hier [zuletzt aktualisiert 3.11.08 13:40].
Ergänzung Tensorprodukt inklusive Anwendung: Kopplung von Drehimpulsen in der Quantenmechanik (Clebsch-Gordan-Analyse) [seit 24.12. über Stud.IP erhältlich].
Einige Anmerkungen [5.1.] (Entschuldigung!) :
  • Zu Korollar 3.1.8: Gilt so nur unter der Voraussetzung, dass g endlich-dimensional ist. Ist g unendlich-dimensional, so folgt aus dem in der Vorlesung geführten Beweis nur, dass x lokal ad-nilpotent ist (lokale Nilpotenz wird bald (Def. 3.2.7.) in der Vorlesung behandelt).
  • Satz 3.1.11. gilt aber in der Tat auch für unendlich-dimensionale Moduln.
  • Nochmals: In Satz 3.1.10. benötigen wir, dass h torale Cartan Unteralgebra ist (eine solche existiert wegen Bemerkung 3.1.6. ii). Den Beweis aller Unterpunkte des Satzes liefere ich Ihnen noch.
Ergänzung Lineare Lie-Gruppen und die Exponentialabbildung (mit Beispielen) [4.3.]


 
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