Produits de delta de Kroneker

(ou, en gros, contraction tenseurs isotropiques ?!?)

Le problème exposé dans ce sujet a été résolu.

Bien le bonjour, je viens encore abuser du haut niveau de math de ce forum :)

Pour différentes raisons, je suis amené à m’intéresser à la moyenne isotropique, et de ce fait aux tenseurs isotropiques (donc qui ne changent pas sous l’action d’une rotation), et au produits de ceux-ci. Par exemple, le tenseur isotropique de rang 2 étant le delta de Kroneker lui même,

$$\delta_{ij}\,\delta_{ij},$$

ce qui vaut 3 puisque je suis dans un espace à 3 dimensions. Bon, quand on par du principe que c’est écrit en somation d’Einstein, c’est assez logique, puisque le produit suivant n’est égal à 1 que si $i=j$.

Si on prend les tenseurs istotropiques indépendants de rang 4 (il y en a 3, $f_1=\delta_{ij}\delta_{kl}$, $f_2=\delta_{ik}\delta_{jl}$ et $f_3=\delta_{il}\delta_{jk}$), ben ça fait neuf produits à évaluer, par exemple,

$$f_1\, f_1 = \delta_{ij}\delta_{kl}\delta_{ij}\delta_{kl}\text{ et }f_1\,f_2=\delta_{ij}\delta{kl}\delta_{ik}\delta_{jl},$$

ce qui fait 9 (puisque le produit de gauche vaut 1 si $i=j$ et $k=l$) et 3 (puisque le produit de droite vaut 1 si $i=jk=k=l$), respectivement, toujours dans un espace en trois dimension et en sommation d’Einstein. Et on peut continuer comme ça en l’écrivant sous forme d’une matrice 3x3.

Bon, je pourrait continuer comme ça longtemps, sachant par exemple qu’il y a 15 tenseurs isotropiques indépendants de rang 6, ce qui commence à faire long pour évaluer leurs produits à la main (même si la plupart sont équivalents).

Or je me suis rendu compte que ce que je faisais, c’était de calculer la contraction du (des) tenseur(s) en question, c’est à dire sa trace dans le cas du tenseurs isotopiques de rang 2. Sauf que j’ai définitivement un trou dans ma formation au niveau des tenseurs et que je vois pas comment formaliser ça, Wikipédia étant très évasif sur le sujet.

Existe-t-il une formule ou une méthode pour obtenir directement le tenseur contracté correspondant (sachant qu’il s’agit de delta de Kronecker, donc il doit bien y avoir des simplifications) ?

D’avance merci !

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Bon, quand on par du principe que c’est écrit en somation d’Einstein

Dans ce que je lis, ce n’est pas tout à fait la convention d’Einstein que tu utilises puisque normalement ce sont les indices qui sont une fois en contravariant et une fois en covariant qui sont sommés. (Là tout est en covariant, ce qui est un peu plus difficile à lire).

(Mais ma remarque n’est pas spécialement importante.)

Existe-t-il une formule ou une méthode pour obtenir directement le tenseur contracté correspondant (sachant qu’il s’agit de delta de Kronecker, donc il doit bien y avoir des simplifications) ?

De ce que je vois, il me semble que remplacer $\delta_{ij}$ par $1$ et prendre $i=j$ est la bonne astuce.

Par exemple

$$ \sum_{i,j} \delta_{ij}\delta_{ij} = \sum_{i=j} 1 = 3 $$
$$ \sum_{i,j,k,l} \delta_{ij}\delta_{kl}\delta_{ik}\delta_{jl} = \sum_{i=j,k=l} \delta_{ik}\delta_{ik} = \sum_{i=j,k=l,i=k} 1 = 3 $$
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(Mais ma remarque n’est pas spécialement importante.)

Ben figure toi qu’il semblerait que si, mais Wikipédia est particulièrement pas explicite sur le sujet. J’aimerai pouvoir dire que δijδij=δiijj\delta_{i}^j\delta_{i}^j=\delta_{ii}^{jj} (delta de Kronecker généralisé), mais il me semble que je fais fausse route.

De ce que je vois, il me semble que remplacer δij\delta_{ij} par 11 et prendre i=ji=j est la bonne astuce.

Par exemple

i,jδijδij=i=j1=3\sum_{i,j} \delta_{ij}\delta_{ij} = \sum_{i=j} 1 = 3

i,j,k,lδijδklδikδjl=i=j,k=lδikδik=i=j,k=l,i=k1=3\sum_{i,j,k,l} \delta_{ij}\delta_{kl}\delta_{ik}\delta_{jl} = \sum_{i=j,k=l} \delta_{ik}\delta_{ik} = \sum_{i=j,k=l,i=k} 1 = 3

Holosmos

Ça, c’est ce que j’ai tendance à faire "à la main", mais j’ai l’impression de passer à côté de quelque chose. Si c’est vraiment une contraction de tenseur, j’aurai pas à m’inquiéter explicitement de ça, si ?

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Ben figure toi qu’il semblerait que si, mais Wikipédia est particulièrement pas explicite sur le sujet.

Enfin, oui, la remarque est importante mais pas ici. Disons que c’est un problème d’expressivité, et que c’est plus de l’ordre de la pratique que de la rigueur.

Ça, c’est ce que j’ai tendance à faire "à la main", mais j’ai l’impression de passer à côté de quelque chose. Si c’est vraiment une contraction de tenseur, j’aurai pas à m’inquiéter explicitement de ça, si ?

Remarque que $\delta_{i,j}=1$ si, et seulement si, $i=j$. C’est cette équivalence qui te permet de remplacer $\delta$ par $1$ en prenant $i=j$. Mieux ? :)

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