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Sexl, Urbandtke, Relativity, Groups, Particles

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Roman Sexl, Helmuth Urbandtke
Relativity, Groups, Particles
Springer Wien, New York

Dieses Buch ist eine sehr gelungene Einführung in die Mathematik und Physik der speziell relativistischen Raumzeit. Die Autoren verstehen es, die benötigte Mathematik, insbesondere die Theorie der Gruppen und ihrer Darstellungen, die zur Beschreibung der auftretenden Symmetrien in der Physik benötigt werden, in einer für Physiker leicht faßbaren Weise zu vermitteln, ohne es an mathematischer Strenge missen zu lassen.

Das Buch beschränkt sich dabei weitgehend auf die klassische Theorie der Punktteilchen und Felder, geht aber im Rahmen der Darstellungstheorie der Poincarégruppe auch auf die so wichtigen fundamentalen Spinor- und Bispinordarstellungen ein. Der mathematische Teil, der die physikalischen Fragestellungen nie aus den Augen verliert, gipfelt in einer kompletten Beschreibung der unitären Darstellungen der vollen Poincaregruppe, wie sie für die Quantenfeldtheorie benötigt werden. Dabei werden auch die diskreten Symmetrien der Bewegungsumkehr und der Raumspiegelungen eingehend berücksichtigt.

Es werden auch einige physikalische Feinheiten geklärt, die in manch anderem Lehrbuch fehlen oder gar falsch dargestellt werden. So wird gleich im Anfangskapitel gezeigt, daß bei Auszeichnung geradlinig gleichförmiger Bewegungen (Inertialsystemen) genau zwei Raumzeit-Strukturen möglich sind, nämlich die Galilei-Newtonsche (keine Grenzgeschwindigkeit der Signalausbreitung) und die Einstein-Minkowskische (Existenz einer Grenzgeschwindigkeit).

Ein anderes in den wenigsten Büchern gegebenes Resultat ist der Gyrofaktor 2 für das elementare Spin-1/2-Teilchen im Rahmen einer nichtrelativistischen Behandlung (Pauli-Gleichung). Es wird gezeigt, daß dieser Faktor nicht ein Spezifikum der relativistischen Dirac-Gleichungen ist, also die Ursache nicht in der Thomas-Präzession liegt (wie historisch hergeleitet), sondern im Prinzip der minimalen Kopplung des abelschen Eichfeldes (elektromagnetischen Potentials) an den erhaltenen Noetherstrom der Phaseninvarianz der freien Spinorfeldgleichungen, also nichtrelativistisch der Pauligleichung und relativistisch der Dirac-Gleichung.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß das Buch gleichermaßen als Einführung für Studenten, etwa ab dem vierten Semester, in dem gewöhnlich die klassische Elektrodynamik im Curriculum steht, wie als Nachschlagewerk für Experten geeignet erscheint.




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