Файл: Арсеньев А.А. Сингулярные потенциалы и резонансы.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.08.2024

Просмотров: 98

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Следствие 1. Введенные в теореме 5.8 числа Xf (М) явля­ ются полюсами функций uf (, 1/Л, ) в областях D±.

Эти числа Xf (М) были определены нами как полюсы опе­

ратора R( 1,

Тм(Х)), и поэтому,

вообще говоря, они

могли бы

зависеть от

вспомогательного

параметра t. Однако

в силу

следствия 1 это не так, ибо функции и%(, УX ) от параметра t не зависят, a Xf (М) — полюс функции и%{, УХ).

Следствие 2. Функция cpf (х, Xf (М), М) в равенстве (5.22) является решением уравнения

— Дфf + Vm 4>f = Xf (M) (pf

 

(5.29)

и при |х|-»-оо имеет асимптотику

 

 

 

 

 

фТ (х, Xf (М), М) =

 

 

I

г --------- \

i=*L

o{l)].

= ехр(± i\ Xf (УИ) |х|)|х|

2- [h{x/\x\) +

Доказательство. Функция фf удовлетворяет уравне­

нию

 

 

 

 

 

 

Tf(Xf(M))cpf

= <pf.

 

(5.30)

При X £ D0 справедливо равенство

 

 

 

 

(er-u_ G0 (/)) Тм(X) =

GM(0 - G 0 (t).

 

(5.31)

Так как оператор

(егм— G0 (/)) ограничен в Ь°а, то равенство

(5.31) справедливо в D, поэтому из (5.30) следует,

что

exp (— Xf (М) t) фг = GM(t) Фf .

 

(5.32)

Далее, дифференцируя 5.32 по t,

получаем уравнение (5.29).

Асимптотика (5.29) следует из (5.30).

 

 

Следствие 3

[9]. Числа Xf (М)

суть полюсы

аналитиче­

ского продолжения матрицы рассеяния 5 (Я).

 

 

§ 6. Оценки мнимой и действительной части полюса

Xf (М)

Теорема 5.10.

Пусть 0(М, £)=i|G(tf)—Gm (£)H2,

t — про­

извольное фиксированное число и пусть а(М) произвольная функция, которая удовлетворяет условию

а( М)\0, М-*-оо, 0(М, t)/a(M) ->0, М->- оо.

Тогда для достаточно больших М выполнено неравенство:

\Xj — Xf (М)\<а{М).

(5.33)

94


Доказательство.

Из теоремы 5.9

вытекает, что

i f (М, а) =

(2n)~N

j

|соf

(k, M) fdk =

 

 

 

 

 

 

\k-— %ji<a

 

 

 

 

 

 

Я»j-j-d

N

—“1

 

 

 

 

 

 

 

Г

Г

 

 

 

= (2я)-*-±-

f

X 2

^

I af {n, M) |2 dn \=

 

 

V

 

 

 

L lL

 

—i

J

= (2n)~N

j

|af (n, M) |2 dn

 

 

[l+0(ff)l X

 

 

 

|n|=l

 

 

 

 

 

Г; (M)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

arctg (

 

 

Л — arctg ( — — — \

(5.34)

где

 

L

ё V r,(M)

J

 

4

 

 

 

6j = %, -

Re i f

(M),

Гj (M) =

|Im Xf (714) |.

 

 

 

В (5.34)

 

положим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о (Л4) =

2 1%i— Xf (M) |V. +

0 (714, t)4«.

 

В силу

равенства

(5.20)

о (M)-*0,

714-*-оо,

причем

6(714, 7)/о(714)->-0.

Следовательно, в силу теоремы 5.5

 

 

 

 

 

- N

-1

-

 

 

 

 

 

 

 

~

 

к-2

 

 

 

 

 

 

 

 

— Г I af (я, 714) I2 dti— 1.

(5.35)

Пгп (2я)—w

—-----—

М-*»

 

 

2

Гу(М))

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

| = 1

 

 

 

 

Предположим, что удалось найти функцию а(714)

и такую

последовательность Мп->-оо, что

 

 

 

 

0(714„, 7)/а(714„)->0,

а(714п)->0,

но 8, (Мп) > а (Ма). .

В (5.34) положим о(Мп) =а(Мп), и тогда из (5.34) и (5.35)

получим

. '

lim If (Мп, а>{Мп)) <

. . . .

 

М—>оо

*

что противоречит теореме 5.9. Следовательно,

 

 

8у- (714) < а (714)

при М > Mj.

 

Совершенно аналогично получим, что

 

 

63-(714)> — а (714)

при;714 >714у.

 

Следовательно,

 

 

 

'|бу (714) |<сс (714),. 714>714;.

 


Предположим, что Г,- (/И) > а (М), М > М-г Тогда

' arctg! б,-+ 1 (М)

- arctg бу - ° {М)

<

П {М)

Г; [М)

 

< 2arctg

П(М) < 2 arctg 2,

 

что опять противоречит теореме 5.9 в силу (5.34) и (5.35). Теорема доказана.

Из леммы 5.2 и теоремы, 5.10 вытекает Следствие. При Л4>Л4;- справедлива оценка

 

(М)|<

2/М

[1

Г (IV/2) X

 

d(М)

 

N— 2

 

 

 

l—е

X (

■) ! jexp( —

) '

где

d(M) = 0,5 р ({х, V (х) < М}, {х, V (х) = оо}).

§ 7. О поведении фазового сдвига вблизи резонанса

Для сферически симметричного потенциала классический формальный критерий резонанса в канале с угловым момен­ том I состоит в том, что фазовый сдвиг 6г(Я) в малой окрест­ ности резонансной энергии ^=Л.рез резко изменяется на вели­ чину, близкую к я, возрастая, проходит через я/2 [10, стр.293— ^ 297], [11, стр. 25]. В связи с этим возникает следующая мате­ матическая задача: в том случае, если потенциальный барьер выражен достаточно четко, доказать, что действительно суще­ ствуют такие значения энергии Лрез, в малой окрестности ко­ торых фазовый сдвиг 6г(Я) изменяется указанным выше обра­ зом.

Покажем,

что таким

свойством

обладают значения

Х,рез = Re Я* (/И)

(A.f ) —

введенные

в теореме 5.8 числа),

т. е. что рассматриваемые резонансы являются резонансами в классическом смысле. В этом параграфе положим N= 3.

Предположим, что выполнено условие I: потенциал V(х) удовлетворяет условиям Л(а, R), финитен: V (x)=0, |х|>/?, и сферически симметричен:

V(x) = v(r), г — |х |.

Пусть □,- = {/-, o(r) = oo}, vM{г) = min (М, v{r)) и (rv,0A.,(px) —

сферические координаты точки х.

96


Положим по определению G1m (г, г', t) == (21+ 1) (4л)-1X

2 Я

Я

2 Я

. Я

 

X j

скрх ^dQx j

ckfy§сЮуР[ (cos 0Л.) sin вхР, (cos 0у) sin QuGM(r, <рА., 0А;

0

0

0

0

 

г', сру, 6у)/'2;

 

Р ,— полином Лежандра;

 

 

 

(GlM(t) [) (г) = ^GM(r, /•', t)f(r’)dr'.

(5.36)

 

 

 

о

 

Из того факта, что в L2(R3\Q) полугруппа G (Г) есть по­ лугруппа самосопряженных операторов класса С0, вытекает

Лемма 5.12. В L2 ([Ooc^XQ,., г2 dr] операторы Gl(t) обра­ зуют полугруппу самосопряженных операторов класса С0.

Определение. Оператор (— Н1) в L2([0, oo)\Qr, г2dr) есть инфинитезимальный оператор полугруппы G1(/).

Следствие. Оператор Н1самосопряжен в L2([0, oo)\Qr, r2dr) и на функции из С“ ([0, oo)\Qr) действует по формуле

Н1и = дг2и + 2/~1дти■—I (I 1)г~2 и v (г) и.

При 7И<оо

определим оператор — НМ1

как

инфинитези­

мальный оператор полугруппы GmH), оператор НМ1

самосопря­

жен в L2([0, оо),

r2dr).

 

 

Как и выше,

мы могли бы свести задачу рассеяния для

оператора Н1 к интегральному уравнению

с несингулярным

ядром Gl(r, г', t), однако это не понадобится в дальнейшем, и поэтому мы не будем останавливаться на этом подробно.

Введем временно следующие обозначения: B« = L2([0, оо), e~Srr2dr), | ||р, а — норма в классе операторов 1 Ср, действу­ ющих на Ва, А — оператор умножения на функцию ехр(—аг),

а>4а^0.

 

что потенциал V{x) удовлет­

Ниже всюду предполагаем,

воряет условию I этого параграфа.

справедлива

оценка

Лемма 5.13. Оператор gii (t)

С\,а и

||£м (t) - g l (t) |i,сб <

С||Л-‘ (glM№

) - g l (^/2))lka.

(5.37)

Доказательство.

Из оценок теоремы 1.1 и определе­

ния Gaj вытекает, что

 

 

 

 

\GlM(r, г', 0 1 < С е х р (-р (/--г ')2),

(5.38)

|£м(о г', if)|<Cexp(— Р (гЧ -/-')2),

где С и р>С — константы, значение которых для нас несуще­ ственно. Справедливо равенство

1 Определение операторов класса СР см. в [4], Сра операторы класса СР в Ва.

9 7


gAf (Щ = Go (t) A A~' glM- g lM(t) A-' AGlM(t). (5.39)

В силу оценок (5.38) и условия

а>4а каждое из слагаемых

в правой части равенства (5.39)

есть произведение двух опе­

раторов из С2,а, и поэтому git(t) € Ci,а. Оценка. (5,37) следует из (5.39). При а= 0 мы получаем

Следствие. Волновые операторы и 5-матрица для опера­ торов НМ1 , Hq существуют и справедливо равенство

 

W± (Нм Но) = W* (GlMGo),

 

 

S (HlM, Hl0) = S -1(GlM, Gl0).

(5.40)

Теперь предположим, что выполнено условие II: множество

Qr=.{r, v (г) = оо}

состоит из отрезка [/?ь /?2],

9<R\<Ri<°o.

Из теоремы 1.2 вытекает

 

Лемма 5.14.

Справедливо равенство

 

uppGl(r, г', t)={r, г'; max (/-,/-') < Я Х} U {о r'\m\n(r, r')>R2}.

Положим

О-(г. г', () = I

г'-

т|п(г'

Г') > Я •• (5.41)

1 Oint(r,

г', t),

шах (г,

г ') < R,

и доопределим функции Glext, G,-nt нулем там, где они не опре­

делены равенством (5.41); пусть GeXt(0> G{nt (t)-— интегральные операторы с соответствующими ядрами.

Очевидна

Лемма 5.15. Операторы Glexi(t), Gfnt (t) — самосопряженные полугруппы класса С0 в L2([R2, оо), r2dr), L2([0, ^х], r2dr) соответственно.

Пусть (~ H lext), (— Hlint) — инфинитезимальные операторы

полугрупп

Gext, G[nt.

 

 

Оператор Gfnt — вполне непрерывный интегральный оператор

в L2([0,

г2dr), пусть е~(\

срп— его собственные значения

и собственные функции. Ясно,

что

являются собственными

значениями и собственными функциями оператора Н\пи Триви­ альным повторением рассуждений теоремы 3.4 доказывается оценка

2 1 < с у Т ( 1 + *(1)),

•я->оо,

откуда следует

 

98