Gewichte und Leiteroperatoren

Die Darstellung einer halbeinfachen LIE-Algebra in Standardbasis führt im Darstellungsraum Vm auf die m x m-Matrizen und . Da alle Matrizen untereinander kommutieren, können sie gleichzeitig auf Diagonalform gebracht werden; sie besitzen n linear unabhängige, simultane Eigenvektoren

(5.157)

Der Vektor

(5.158)

in einem l-dimensionalen Raum wird als Gewicht des Eigenvektors bezeichnet. Die Matrixelemente der Diagonalmatrix sind die i-te Komponente der n Gewichtsvektoren ,

(5.159)

Die Wurzeln einer LIE-Algebra und die Gewichte ihrer Darstellungen sind in einem Vektorraum gleicher Dimension erklärt. Ein Gewicht heißt einfach, wenn keine Entartung vorliegt. Von zwei Gewichten und sagt man ist größer als , wenn in die erste von Null verschiedene Komponente positiv ist. Das größte Gewicht einer Darstellung wird auch als höchstes Gewicht bezeichnet. Es gilt: Jede irreduzible Darstellung einer halbeinfachen LIE-Algebra wird durch ihr höchstes Gewicht, das stets einfach ist, eindeutig charakterisiert. Außerdem kann man zeigen: Ist der Vektor vom Gewicht , dann ist der Vektor vom Gewicht :

(5.160)

Mit Hilfe der Leiteroperatoren lassen sich also -- ausgehend vom Vektor zum höchsten Gewicht -- die Eigenvektoren zu allen anderen Gewichten sukzessive konstruieren:

(5.161)