Penrose: 텐서곱은 가로, 행렬곱은 세로로 놓습니다. 이 레슨은 휴대폰 화면에 맞춰 행렬곱을 가로로 놓았습니다.
Peterson(트레이스 도식): 입력은 아래, 출력은 위이고, 행렬 표시에 방향(쐐기)을 그립니다. $n$차 꼭짓점을 반시계로 읽기 때문에 위·아래 꼭짓점의 순서가 서로 반대가 되어 $(-1)^{\lfloor n/2\rfloor}n!\det A$가 나옵니다. 2×2와 3×3에서 이 부호가 $-1$입니다. 반대칭화에 $1/p!$를 넣지 않는 정의도 씁니다(0907.2364 정의 13).
Coecke "Kindergarten": 그림을 아래→위로 읽습니다. Coecke–Duncan(ZX): 위→아래로 읽습니다. 그래서 같은 그림을 한쪽은 컵, 다른 쪽은 캡이라 부릅니다.
Cvitanović: 반대칭화 = 검은 막대($1/p!$ 포함). ε에는 정규화 상수를 붙여 "ε 두 개 = 반대칭화 막대"가 되게 합니다. 이 레슨은 ε를 그리지 않고 막대만 씁니다.
출처.
R. Penrose, "Applications of negative dimensional tensors", Combinatorial Mathematics and its Applications (D. J. A. Welsh 엮음, Academic Press, 1971). 원문은 읽지 못했고, 막대 규칙은 2차 자료(Elvang–Cvitanović–Kennedy, arXiv:hep-th/0307186, 위키백과 "Penrose graphical notation")로 확인했습니다. 서지 사항 일부는 기억 기반, 미검증.
E. Peterson, "Unshackling Linear Algebra from Linear Notation", arXiv:0910.1362 / "On a diagrammatic proof of the Cayley–Hamilton theorem", arXiv:0907.2364 / S. Morse, E. Peterson, "Trace diagrams, signed graph colorings, and matrix minors", arXiv:0903.1373. (박사논문 2006, U. Maryland는 본문 미확인)
B. Coecke, "Kindergarten quantum mechanics", arXiv:quant-ph/0510032. B. Coecke, R. Duncan, "Interacting quantum observables", arXiv:0906.4725.
P. Cvitanović, Group Theory: Birdtracks, Lie's, and Exceptional Groups (웹북 birdtracks.eu) — 6장(대칭화·반대칭화, 행렬식, 특성방정식), 3.5절(특성방정식에서 사영 연산자).
J.-H. Kim, "Re-presentation: Graphical Notations in Physics" 발표(슬라이드 7, 39–46). 표기의 역사와 Penrose 표기가 행렬 대수(Peterson)·큐비트(Coecke–Duncan)로 이어진다는 정리를 빌렸습니다.
그림은 모두 이 레슨에서 직접 그렸고, 그림마다 같은 그림을 텐서 축약으로 계산해 수치 검산했습니다(verify/G4_verify.py).
1. 상자와 선: 곱·대각합·전치
레시피 — 식을 그림으로, 그림을 식으로
행렬 $A$ = 상자 하나와 선 두 개. 왼쪽 선이 행 지표 $i$, 오른쪽 선이 열 지표 $j$입니다.
같은 지표로 더하기 = 선 잇기. $(AB)_{ik}=\sum_jA_{ij}B_{jk}$는 $A$의 오른쪽 선과 $B$의 왼쪽 선을 이은 것입니다. 더하는 지표 $j$는 그림에서 이름이 사라집니다.
상자 없는 선 = 단위행렬 $\delta_{ij}$입니다. 상자는 선을 따라 미끄러질 수 있지만 서로 자리를 바꿀 수는 없습니다($AB\ne BA$).
남은 두 끝을 이으면 대각합(고리)입니다. 고리에는 시작점이 없으므로 상자들을 통째로 돌릴 수 있습니다(순환). 상자 없는 고리 = $\operatorname{tr}I=n$.
전치는 상자의 두 선을 바꿔 다는 것입니다. 고리를 반대 방향으로 읽으면 모든 상자를 오른쪽 단자부터 만나므로 $\operatorname{tr}(ABC)=\operatorname{tr}(C^TB^TA^T)$.
고리 하나 = "성분끼리 곱해서 모두 더하기"입니다: $\operatorname{tr}(AB)=\sum_{i,j}A_{ij}B_{ji}$. $AB$를 다 구할 필요가 없습니다.
직사각 행렬도 됩니다. 이어지는 선끼리 차원이 같으면 됩니다(L00c 4절의 "안쪽 크기가 같아야 곱할 수 있다").
왜 되나? (증명 스케치)
순환. $\operatorname{tr}(ABC)=\sum_{i,j,k}A_{ij}B_{jk}C_{ki}$. 곱하는 수의 순서는 상관없으므로 $C_{ki}A_{ij}B_{jk}$로 쓰면 $\operatorname{tr}(CAB)$입니다. 그림으로는 고리 위의 "어디서부터 읽기 시작하느냐"만 다릅니다.
순서는 못 바꿈. $\operatorname{tr}(ACB)=\sum A_{ij}C_{jk}B_{ki}$은 $B$와 $C$가 이어진 방식이 다릅니다. 그림에서 상자 둘을 맞바꾸려면 선을 끊어야 합니다.
거꾸로 읽기. $(A^T)_{ji}=A_{ij}$이므로 $\sum A_{ij}B_{jk}C_{ki}=\sum(C^T)_{ik}(B^T)_{kj}(A^T)_{ji}=\operatorname{tr}(C^TB^TA^T)$. 같은 고리를 반대로 돈 것입니다.
예제 1-1 L04 예제 7-1과 연습문제 E1을 그림으로
(a) L04 예제 7-1: $A=\begin{pmatrix}1&2\\0&1\end{pmatrix}$, $B=\begin{pmatrix}1&0\\3&1\end{pmatrix}$. 고리 하나 = 성분끼리 곱해 더하기이므로
$A\otimes B$ = 위 줄에 $A$, 아래 줄에 $B$를 놓고 잇지 않은 그림입니다. 왼쪽 단자 둘이 행 쌍 $(i,k)$, 오른쪽 단자 둘이 열 쌍 $(j,l)$입니다: $(A\otimes B)_{(ik),(jl)}=A_{ij}B_{kl}$. 위 줄이 L04 10절의 "바깥 블록"입니다.
혼합곱 $(A\otimes B)(C\otimes D)$: 위 줄 $A$–$C$, 아래 줄 $B$–$D$. 두 줄은 서로 섞이지 않으므로 바로 $AC\otimes BD$입니다.
대각합: 위 줄과 아래 줄을 각각 닫습니다. 고리가 둘이므로 $\operatorname{tr}(A\otimes B)=\operatorname{tr}A\cdot\operatorname{tr}B$.
행렬식 $\det(A\otimes B)$는 이 그림만으로는 바로 나오지 않습니다. L04 10절의 고유값 논증을 씁니다.
예제 2-1 L04 연습문제 G2와 예제 10-1(b)를 그림으로
(a) L04 G2: $A=\begin{pmatrix}2&1\\1&3\end{pmatrix}$, $B=\begin{pmatrix}1&4\\0&2\end{pmatrix}$. 4×4를 쓰지 않고 고리 둘: $\operatorname{tr}(A\otimes B)=\operatorname{tr}A\cdot\operatorname{tr}B=5\cdot3=15$.
(b) L04 예제 10-1(b): $(\sigma_x\otimes\sigma_x)(\sigma_z\otimes\sigma_z)$. 위 줄은 $\sigma_x$–$\sigma_z$, 아래 줄도 $\sigma_x$–$\sigma_z$입니다. 줄마다 따로 곱하면 $\sigma_x\sigma_z=-i\sigma_y$이므로
순서를 바꾸면 줄마다 $\sigma_z\sigma_x=+i\sigma_y$가 되어 $(i)^2=-1$, 같은 답입니다. 대각합은 고리 둘: $-\operatorname{tr}\sigma_y\operatorname{tr}\sigma_y=0$.
3. 반대칭화 막대와 행렬식
레시피
$p$개의 세로 가닥을 가로지르는 굵은 막대 = 반대칭화(antisymmetrizer)입니다. 값은 "가닥을 순열 $\sigma$대로 바꿔 이은 그림"에 $\operatorname{sgn}\sigma$를 붙여 모두 더하고 $p!$로 나눈 것입니다. 2가닥이면 $\frac12(\text{곧은 두 선}-\text{엇갈린 두 선})$ (아래 그림).
막대 위에서 이웃한 두 가닥을 꼬면 $-1$이 붙습니다. 막대 두 개를 겹쳐 놓아도 하나와 같습니다($1/p!$ 덕분).
$n\times n$ 행렬이면 $n$가닥 막대의 가닥마다 $A$를 하나씩 달고, 가닥을 오른쪽으로 감아 닫습니다. 이 그림이 $\det A$입니다.
막대를 풀면 순열 $\sigma$마다 가닥들이 고리 몇 개로 묶입니다. 길이 $\ell$인 고리에는 $A$가 $\ell$개 있으므로 $\operatorname{tr}A^\ell$이 됩니다. 그래서
$$\begin{aligned}2\times2:\ \det A&=\tfrac12\big[(\operatorname{tr}A)^2-\operatorname{tr}A^2\big]\\ 3\times3:\ \det A&=\tfrac16\big[(\operatorname{tr}A)^3-3\operatorname{tr}A\operatorname{tr}A^2\\&\qquad+2\operatorname{tr}A^3\big]\end{aligned}$$
$\operatorname{tr}A^2=\sum_{i,j}A_{ij}A_{ji}$입니다(1절 레시피 6). 대각 성분의 제곱 + 대칭 자리 쌍의 곱 ×2.
속도. 2×2는 $ad-bc$와 비슷합니다. 3×3은 $\operatorname{tr}A^3$이 필요해서 사뤼스보다 느립니다. 3×3 이상의 행렬식은 기존 방법(사뤼스, 행 연산)으로 계산하고, 이 그림은 유도·검산용으로 씁니다.
왜 되나? (증명 스케치) — 닫은 막대가 $\det A$, $e_k$인 이유
$n$차원에서 $n$개 지표가 완전히 반대칭인 텐서는 $\varepsilon$의 상수배뿐입니다. 그래서 막대는 "위에 ε, 아래에 ε"인 한 줄짜리입니다: $\text{막대}=\frac1{n!}\,\varepsilon_{i_1\cdots i_n}\varepsilon_{j_1\cdots j_n}$ (계수는 막대를 닫아 $\operatorname{tr}=1$이 되게 정함).
L04 1절의 정의를 일반화하면 $\varepsilon_{i_1\cdots i_n}A_{i_1j_1}\cdots A_{i_nj_n}=\det A\;\varepsilon_{j_1\cdots j_n}$ (열을 바꾸면 부호가 바뀌는 성질).
그래서 그림 $=\frac1{n!}\det A\;\varepsilon_{j\cdots}\varepsilon_{j\cdots}=\frac1{n!}\det A\cdot n!=\det A$.
계수 세기: $S_3$의 순열 6개 중 항등 1개(고리 셋, $+$), 맞바꿈 3개(고리 둘, $-$), 3-순환 2개(고리 하나, $+$). 그래서 $\frac16(t_1^3-3t_1t_2+2t_3)$, $t_k=\operatorname{tr}A^k$. 막대의 가닥이 $k<n$개여도 같은 셈이 5절의 $e_k$를 줍니다.
$k=2$가 $S_2$인 이유: $t_1^2=\sum_iA_{ii}^2+2\sum_{i<j}A_{ii}A_{jj}$, $t_2=\sum_iA_{ii}^2+2\sum_{i<j}A_{ij}A_{ji}$를 빼서 2로 나누면 $\sum_{i<j}(A_{ii}A_{jj}-A_{ij}A_{ji})$, 곧 주소행렬식의 합입니다.
잘리기. $n$차원의 $n$가닥 반대칭 공간은 1차원입니다. 정규화된 벡터 $|e\rangle$ 하나로 막대 $=|e\rangle\langle e|$. 그러면 $\operatorname{tr}\big(|e\rangle\langle e|A^{\otimes n}|e\rangle\langle e|B^{\otimes n}\big)=\langle e|A^{\otimes n}|e\rangle\,\langle e|B^{\otimes n}|e\rangle$이고, 각 인수가 막대 하나짜리 그림 = $\det$입니다.
상자 빼기. $\det(A+tX)$를 $t$로 미분하면 곱의 법칙으로 "가닥 하나의 $A$를 $X$로 바꾼 그림" $n$개가 나옵니다. 가닥들은 막대에 대해 대칭이라 $n$개가 모두 같습니다. 그래서 $\frac{d}{dt}\det=n\cdot\operatorname{tr}(OX)$, $O$ = 상자를 뺀 그림. 야코비 공식 $\frac{d}{dt}\det=\operatorname{tr}(\operatorname{adj}A\,X)$와 비교하면 $O=\frac1n\operatorname{adj}A$.
같은 생각으로 $\det(I+\varepsilon A)=1+\varepsilon\operatorname{tr}A+O(\varepsilon^2)$이고, $e^A=\lim(I+A/N)^N$에 곱의 법칙을 쓰면 $\det e^A=e^{\operatorname{tr}A}$입니다.
직접: $A+B=\begin{pmatrix}2&2\\3&2\end{pmatrix}$, $4-6=-2$. "$\det A+\det B=2$"라고 쓰면 틀립니다(L04 자주 하는 실수). 빠진 것이 교차항 $\operatorname{tr}A\operatorname{tr}B-\operatorname{tr}(AB)=-4$입니다.
(b) $A=\begin{pmatrix}5&4\\4&5\end{pmatrix}$이면 $\det e^A=e^{\operatorname{tr}A}=e^{10}$. $e^A$를 구하지 않고 바로 나옵니다. L05 예제 5-1의 검산과 같은 값입니다.
5. 특성다항식 계수 = 고리들의 합
레시피
$e_k$ = $k$가닥 막대의 가닥마다 $A$를 달고 닫은 그림 ($k\le n$). 특성다항식은 $p(\lambda)=\lambda^n-e_1\lambda^{n-1}+e_2\lambda^{n-2}-\cdots+(-1)^ne_n$이고 $e_n=\det A$입니다.
$n$차원에서 $n+1$가닥 막대는 0입니다. $n+1$개의 벡터는 언제나 일차종속이라서, 완전 반대칭으로 묶으면 사라집니다.
가닥 $n$개에 $A$를 달아 닫고 맨 왼쪽 가닥 하나만 열어 둡니다(그림). 막대를 풀면 이 그림은 $\frac{(-1)^n}{n+1}\,p(A)$입니다. 막대가 0이므로 $p(A)=0$.
2×2: $A^2=e_1A-e_2I$, $\ e_1=\operatorname{tr}A$, $e_2=\det A=\frac12(t_1^2-t_2)$. 거듭제곱은 이 식으로 차수를 내립니다. 역행렬은
$$A^{-1}=\frac{(\operatorname{tr}A)I-A}{\det A}\quad(\text{L00c 6절의 "자리 바꾸고 부호 바꾸기"}).$$
3×3: $A^3-e_1A^2+e_2A-e_3I=0$을 $A(A^2-e_1A+e_2I)=e_3I$로 묶으면
$$\operatorname{adj}A=A^2-e_1A+e_2I,\qquad A^{-1}=\frac{\operatorname{adj}A}{\det A}.$$
여인수 9개와 전치가 필요 없습니다. 곱셈량은 여인수 방법과 비슷하지만 L04의 "전치 빠뜨리기" 실수가 생길 수 없습니다.
검산: $A\cdot\operatorname{adj}A$의 한 행이 $(\det A,0,0)$ 꼴인지 봅니다.
첫 줄: 2차원에서는 세 가닥 막대가 0이라 그림 전체가 0입니다. 둘째·셋째 줄: 같은 그림의 막대를 풀어 쓴 것으로, 어느 차원에서나 성립하고 합은 $\frac13\big[A^2-t_1A+\frac12(t_1^2-t_2)I\big]=\frac13p(A)$입니다.
왜 되나? (증명 스케치) — 대각화 가정이 필요 없는 이유
L05 6절의 증명 스케치는 대각화되는 행렬만 다뤘습니다. 이 그림 논증은 "$n$차원에서 $n+1$개 지표의 완전 반대칭 텐서는 0"이라는 사실만 씁니다. 대각화·고유벡터를 전혀 쓰지 않으므로 $N=\begin{pmatrix}0&1\\0&0\end{pmatrix}$ 같은 행렬에도 그대로 성립합니다(Peterson 0907.2364 정리 1).
$t_1=5$, $t_2=1+16+2\cdot2\cdot3=29$, $e_2=\frac12(25-29)=-2$. 그래서 $A^2=5A+2I$.
$A^3=5A^2+2A=27A+10I$, $A^{-1}=\frac{5I-A}{-2}=\frac{A-5I}{2}=\begin{pmatrix}-2&1\\ \frac32&-\frac12\end{pmatrix}$. 레슨의 답과 같습니다. 행렬식을 따로 계산하지 않고 $t_2$에서 바로 나왔습니다.
$f(A)=\sum_if(\lambda_i)P_i$. 고유벡터, 정규화, $U^\dagger$가 필요 없습니다.
고유벡터가 필요하면 $P_i$의 0이 아닌 열 하나를 고릅니다.
대각화가 안 되는 행렬(L05 C2의 $N$)에는 쓸 수 없습니다. 2×2이면 8절의 닫힌 꼴을 씁니다.
왜 되나? (증명 스케치)
$A$의 고유벡터 $\mathbf v_k$에 $(A-\lambda_jI)$를 걸면 $(\lambda_k-\lambda_j)\mathbf v_k$입니다. 그래서 $P_i\mathbf v_k$는 $j=k$인 인수가 있으면($k\ne i$) 0이고, $k=i$이면 모든 인수가 $\frac{\lambda_i-\lambda_j}{\lambda_i-\lambda_j}=1$입니다. 고유값이 모두 다르면 고유벡터들이 공간 전체를 채우므로 $P_i$는 "$\mathbf v_i$ 성분만 남기는" 사영입니다. 그러면 $P_iP_j=\delta_{ij}P_i$, $\sum P_i=I$이고, $A^m=\sum\lambda_i^mP_i$에서 급수로 $f(A)=\sum f(\lambda_i)P_i$입니다. Cvitanović 버드트랙 책 전체가 이 한 가지 생각("불변 행렬의 특성방정식 → 사영 → 차원은 사영의 대각합") 위에 서 있습니다.
마지막 줄은 $e^5\cosh4=\frac{e^9+e}{2}$를 쓴 것입니다. 레슨의 답과 같고, 고유벡터를 쓰지 않았습니다.
(b) C2: $N=\begin{pmatrix}0&1\\0&0\end{pmatrix}$은 $\operatorname{tr}N=0$, $\det N=0$이라 $\Delta=0$. $e^{tN}=I+tN=\begin{pmatrix}1&t\\0&1\end{pmatrix}$. 대각화가 안 되는 행렬도 같은 공식입니다.
켓 $|v\rangle$ = 왼쪽에 단자 하나인 상자(사슬의 오른쪽 끝), 브라 $\langle u|$ = 오른쪽에 단자 하나인 상자(사슬의 왼쪽 끝). 복소수이면 브라의 성분은 $u_i^*$입니다.
$\langle u|A|v\rangle$ = 남는 선이 없는 그림 = 수. $|a\rangle\langle b|$ = 이어지지 않은 두 조각 = 행렬 $a_ib_j^*$.
사영 $P=|e\rangle\langle e|$ ($\langle e|e\rangle=1$): $P^2$의 가운데에 생기는 거품 $\langle e|e\rangle=1$이 떨어져 나가 $P^2=P$. $\operatorname{tr}P$ = 켓과 브라를 고리로 이음 = $\langle e|e\rangle=1$.
완비성: 정규직교 기저 전체에 대해 $\sum_n|e_n\rangle\langle e_n|$ = 곧은 선. 어느 선이든 잘라서 이 합으로 바꿔 끼울 수 있습니다(성분 뽑기, 기저 변환).
파울리 완비성: $\sum_{\mu=0}^{3}(\sigma_\mu)_{ij}(\sigma_\mu)_{kl}=2\delta_{il}\delta_{jk}$ — 두 줄을 $\mu$ 선으로 이은 그림 = $2\times$엇갈린 두 선. 아래 줄에 $A$를 넣고 닫으면 $\sum_\mu\sigma_\mu\operatorname{tr}(\sigma_\mu A)=2A$, 곧
$$A=\sum_\mu a_\mu\sigma_\mu,\qquad a_\mu=\tfrac12\operatorname{tr}(\sigma_\mu A).$$
L06 10절에서 $\sigma_\mu/\sqrt2$ 네 개는 내적 $\langle X|Y\rangle=\operatorname{tr}(X^\dagger Y)$에 대해 2×2 행렬 공간의 정규직교 기저입니다. 레시피 4의 완비성을 "행렬 공간"에서 쓰면, 아무 행렬 $X$에 대해 $\sum_\mu\frac{\sigma_\mu}{\sqrt2}\operatorname{tr}\big(\frac{\sigma_\mu}{\sqrt2}X\big)=X$ ($\sigma_\mu$는 에르미트). 성분으로 쓰면 $\frac12\sum_\mu(\sigma_\mu)_{ij}(\sigma_\mu)_{kl}X_{lk}=X_{ij}$이고, 모든 $X$에 대해 성립하므로 $\sum_\mu(\sigma_\mu)_{ij}(\sigma_\mu)_{kl}=2\delta_{il}\delta_{jk}$입니다. 그림의 "엇갈린 두 선"이 바로 $\delta_{il}\delta_{jk}$입니다.
예제 9-1 L06 예제 10-1(a)를 한 줄로: $A=\begin{pmatrix}3&1-2i\\1+2i&-1\end{pmatrix}$
$\mathbf a\cdot\mathbf a=1+4+4=9$이므로 고유값 $1\pm3$, 곧 $4$와 $-2$. 8절의 판별량으로도 $\Delta=\frac{4}{4}-\det A=1-(-3-5)=9$로 같습니다. 그래서 $e^{tA}=e^{t}\big[\cosh3t\,I+\frac{\sinh3t}{3}(A-I)\big]$까지 바로 쓸 수 있습니다.
10. 이 표기로 빨라지는 Arfken 계산
레슨 파일을 직접 열어 확인한 문항만 적었습니다. Arfken 절 번호는 각 레슨의 부제를 따랐습니다(기억 기반, 미검증).
크로네커 곱의 두 줄을 바꿔 그리기. $A\otimes B\ne B\otimes A$이고, 위 줄이 바깥 블록입니다.
12. 연습문제
종이에 먼저 풀고 답을 여세요. 모든 답은 verify/G4_verify.py에서 SymPy와 수치 축약으로 검산했습니다.
A. 그림 읽기
A1. $\operatorname{tr}(ABC)$, $\operatorname{tr}(CAB)$, $\operatorname{tr}(ACB)$, $\operatorname{tr}(C^TB^TA^T)$를 고리로 그리고, 일반적인 3×3 행렬에서 항상 같은 것끼리 묶으세요.
답$\operatorname{tr}(ABC)=\operatorname{tr}(CAB)=\operatorname{tr}(C^TB^TA^T)$, $\ \operatorname{tr}(ACB)$는 따로 — 첫째와 둘째는 같은 고리를 돌린 것, 넷째는 같은 고리를 거꾸로 읽은 것. 셋째는 $B$와 $C$의 이웃 관계가 달라 다른 고리입니다.
A2. $A=\begin{pmatrix}2&0&1\\1&-1&3\end{pmatrix}$, $B=\begin{pmatrix}1&2\\0&1\\4&-1\end{pmatrix}$일 때 $\operatorname{tr}(AB)$와 $\operatorname{tr}(BA)$를 곱 행렬 없이
답둘 다 $4$ — $\sum A_{ij}B_{ji}=2\cdot1+0\cdot0+1\cdot4+1\cdot2+(-1)\cdot1+3\cdot(-1)=4$. 같은 고리라 $\operatorname{tr}(BA)$도 같습니다.
답$\sigma_i\sigma_j+\sigma_j\sigma_i=2\delta_{ij}I$ — $\operatorname{tr}\sigma_i=0$, $\operatorname{tr}(\sigma_i\sigma_j)=2\delta_{ij}$. 이 식은 3가닥 막대에서 두 가닥에 $A$, $B$를 하나씩 단 그림 = 0에서 나옵니다($A=B$이면 보통의 케일리-해밀턴의 2배).
답$\operatorname{tr}P=1$, $P^2=P$ — 고리 = $\langle\hat n|\hat n\rangle=1$, 가운데 거품 = 1. $P$는 모든 성분이 $\frac13$.
E4. 파울리 완비성 그림으로 $\sum_{\mu=0}^3\sigma_\mu A\sigma_\mu$를 구하고, $A=\begin{pmatrix}1&2\\3&4\end{pmatrix}$에 대해 확인하세요.
답$2(\operatorname{tr}A)I$, 이 경우 $10I$ — $(\sigma_\mu)_{ij}A_{jk}(\sigma_\mu)_{kl}$에서 완비성 $2\delta_{il}\delta_{jk}$를 쓰면 $2\delta_{il}A_{jj}$. 그림으로는 엇갈린 두 선이 $A$를 고리로 닫습니다.
13. 다음
틀린 문제는 풀이를 사진이나 텍스트로 보내 주세요. 어디서 틀렸는지 짚어 드립니다.
여기까지 끝냈다면 Arfken 2장(행렬식·행렬)과 6장(고유값 문제) 연습문제 중 2×2·3×3 계산 문제를 골라, 답을 이 레슨의 대각합 공식으로 검산해 보세요.
다음 레슨은 G5 버드트랙입니다(SU(2)·SU(N) Fierz, 카시미르, 스핀 결합). 연속 지표판(적분방정식·그린 함수 급수)은 G6 사슬과 고리에서 다룹니다.