To verify the given inverse, note that by orthogonality of irreps, {βππΌΞπΌππ} form an orthonormal basis with respect to the inner product ( β
| β
)
π=1|πΊ|βπΌ;π,πππΌΜππΌππΞπΌππ=βπΌ;π,πβππΌΞπΌππ(βππΌΞπΌππ|π)=πΜππΌππ=β¨ΞπΌππ|πβ©=(ΞπΌππ|βπ½;π,πππΌΜππΌππΞπ½ππ)=βπ½;π,πΜππΌππ(βππΌΞπΌππ|βππΌΞπ½ππ)=ΜππΌππand hence it is a linear bijection.
Since
β¨π|ββ©=β¨1|πΊ|βπΌ;π,πππΌΜππΌππΞπΌππ|1|πΊ|βπ½;ππππ½Μβπ½ππΞπ½π,πβ©=1|πΊ|2βπΌ;π,πβπ½;π,πππΌππ½βββΜππΌππΜβπ½ππβ¨ΞπΌππ|Ξπ½ππβ©=1|πΊ|βπΌ;π,πβπ½;π,πππ½βββΜππΌππΜβπ½πππΏπΌπ½πΏπππΏππ=1|πΊ|βπΌ;π,πππΌβββΜππΌππΜβπΌππ=β¨Μπ|Μββ©it is unitary.
From Convolution of matrix representations, it follows that
Μ(ΞπΌππβΞπ½ππ)πΎππ=|πΊ|ππΌπΏπΌπ½πΏππΜ(ΞπΌππ)πΎππ=|πΊ|ππΌπΏπΌπ½πΏππβ¨ΞπΎππ|ΞπΌππβ©=|πΊ|2(ππΌ)2πΏπΌπ½πΏπππΏπΎπΌπΏπππΏππ=ππΎβπ=1|πΊ|(ππΎ)2πΏπΎπΌπΏπππΏπππΏπΎπ½πΏπππΏππ=ππΎβπ=1β¨ΞπΎππ|ΞπΌππβ©β¨ΞπΎππ|Ξπ½ππβ©=ππΎβπ=1Μ(ΞπΌππ)πΎππΜ(Ξπ½ππ)πΎππhence Μβ
preserves the algebra operations.