Файл: Боголюбов, Н. Н. Метод исследования модельных гамильтонианов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.10.2024

Просмотров: 96

Скачиваний: 0

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

Таким образом, на основании (3.61) мы установили следующее важное для нас неравенство:

Т <Г'>г0+г1< fv (Го + Г,)— fv (Го) < - у <Г,)Го. (3.63)

Этими неравенствами мы в дальнейшем воспользуемся, когда конкретизируем модельную и аппроксимирую­ щую системы и выберем надлежащим образом члены с «источниками».

§ 7. О трудностях введения квазисредних

Займемся сейчас вопросом об определении квази­ средних. Пусть 51 будет каким-либо оператором того типа, для которого в главах 1 и 2 были сформулированы предельные теоремы 1.1, 1.2, 2.1, 2.2, например, произ­ ведение из ферми-амплитуд, полевых функций и т. д. Тогда квазисредняя такого оператора для рассматриваемого гамильтониана (3.29) определяется как предел

< 9l> = lim ( Нт < 3 t> )

(3.64)

V->oY-»oo

 

обычных средних <(51)>г , взятых

по гамильтониану Г,

получающемуся из Я добавлением «членов с источни­ ками»

Г = Я V (va/a +

va/ a) —

 

 

 

a

 

 

 

 

= T - 2 V Y i gaJaJaV 2 (va7 +

V

a). (3.65)

 

a

a

 

 

Мы хотим теперь

обратить

внимание

на

некоторые

трудности, связанные с определением (3.64). Так, в дан­ ном определении не указывается, например, в какой области должны лежать параметры v и каким образом следует устремлять их к нулю, чтобы обеспечить сходи­ мость в определении (3.64).

Покажем, что даже в простейших случаях при произ­

вольном стремлении | v |

к нулю

предела

Пт в (3.64)

может и не существовать.

Возьмем,

 

v->0

например, гамильто-

 

+

 

нами в рабо­

ниан (1.1) Н — Т — 2VgJJ, рассмотренный

тах [15, 41], основные результаты которых были кратко резюмированы в начале главы 1. Напомним, что здесь Т, J даются формулами (1.2), причем функция K(f)

122


Удовлетворяет всем наложенным там условиям. В ка­ честве Г был взят гамильтониан с вещественным поло­ жительным v:

r v = T — 2 V g J J — v V ( J + J)

(v > 0).

(3.66)

К ак было показано, Г приводится к виду

Г “ Га

2Vg (/ — С (v)) (/ — С (v)),

г а = т — у

+ a _ f a f} + 2 g V C 2,

f

G (/)= 2gM f){c(v) + - ^ } .

Здесь

C(v) + - ^ > 0 ,

a величина C = C(v) реализует абсолютный минимум функции /„{Г(С)}:

min/„{Г (C)} = U r(C (v))}.

 

с

 

Кроме того, (см. (1.13)),

 

< (/-C (v ))(/-C (v ))> r < e „ - 0.

(3.67)

V->°o

 

Как видно, рассматриваемый гамильтониан Г принад­ лежит к классу (1.14), а благодаря условиям, наложен­ ным на X(f), и неравенству (3.67), выполняются усло­ вия 1 § 1 главы 1 и условия Г § 7 главы 2.

В силу этого можем воспользоваться упоминавши­ мися предельными теоремами и установить существо­ вание пределов типа

Игл (51)г =

Пт (51)г ,

 

V

оо

V

°о

л

 

Заметим далее, что, как указывалось (см. 1.7),

 

С (v) -> С (0) = С

 

(v > 0, v-> 0).

(3.68)

С другой стороны,

выражение

lim

(51) раскрывается

в явной форме с помощью

 

Vr-»oo

К. Блоха и

С. Де-

правил

Доминициса, и совершенно элементарно можно устано-

/v —> 0\

выполним и сво­

вить, что предельный переход (^ ^ )

123


дится просто к замене в этом выражении С (v) на С,

т. е. к замене усреднения по Га усреднением по Н (С). Тем самым устанавливается существование квази­

средних

lim <90Я(с)-

(3.69)

< ? 1 > я = П т lim <?1>г =

V ->• О V - * о о

Т/V- v->~оо'

 

v> 0

 

 

Посмотрим теперь, как изменится ситуация с опре­

делением (3.64)

в случае, когда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С Ф О,

 

 

 

 

 

(3.70)

если перейдем

к

комплексным

значениям v

и вместо

гамильтониана (3.66)

возьмем

 

 

 

 

 

 

 

 

Т 2VgJJ — V (v /+

v/).

 

(3.71)

Положим здесь

v =

|v |e ‘(p

и

заметим,

что

Г

при­

водится к виду

 

Г =

Г|v| (т.

е.

к

 

 

 

V, V

 

гамильтониану

(3.66),

в котором вместо v поставлено ]v|)

посредством гра­

диентного преобразования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i ±

+

+

-t5L

 

 

 

 

I f

-> d fC

а/ —> afe

 

 

 

 

Таким образом, получим, например,

 

 

 

(af(t)a_f (x))r

= e~i4>(af (t) a_? (т))г

=

 

 

 

V, V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(af (t) a4

(t))j

 

(3.72)

Предел

 

 

+

+

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

(3.73)

 

lim (af (t) a_f (т))г

i V|

 

 

 

|v|->0 V-»°o

 

 

 

 

 

 

очевидно, существует и дается формулой (1.9), в которой

в выражениях u(f),

v(f), Е (f)

вместо С поставлено С.

При этом в рассматриваемом случае

(3.70) выраже­

ние (3.73) не обращается тождественно

в

нуль.

Следовательно, хотя lim

4-

+

 

существует

(af (t) a_f (-r))r

 

K-»°°

 

 

v> *

всегда при | v | > 0,

но предела

 

 

 

lim

+

+

 

 

(3.74)

lim (af (t)a-f(т))г

 

V->0

V~+QQ

 

 

 

 

124


нет попростей причине— при

v ^ -О отношение v/| v | не

имеет предела.

 

Предел (3.74) существует лишь тогда, когда мы стре­

мим

v к нулю таким образом, чтобы и отношение

v/| v |

оказалось фиксированным. Естественно, что в об­

щем

случае (3.66) ситуация

с предельным переходом

v —>0 оказывается еще более сложной. Кроме градиент­ ной инвариантности (обусловленной градиентной груп­ пой) могут появиться и другие группы преобразований, например, группа вращений.

Обратим еще внимание на трудность, специфичную для s > 1.

Возьмем гамильтониан

Я= Т 2VgJ]Jl— 2VgJ2J2,

Г= Я - V {V, (У, + /,) + v2 (J2+ /+2)},

причем V], v2 берем вещественными и положительными.

Положим здесь

/, =

//1 /2 ,

/ 2 = — / / j/2,

где операторы /,

Т имеют тот же вид,

что и в гамильто­

ниане (1.1), (3.66).

случае

Я будет тем же

Таким путем

в данном

гамильтонианом (1.1), который только что рассматри­ вался.

Возьмем V) = v2. Тогда члены с источниками пол­ ностью выпадают и Г = Я, и поскольку оператор Я сохраняет число частиц, имеем тождественно

+ +

(а{а_{)г = 0.

Как видно, в такой ситуации мы не можем вообще правильно определять квазисредние.

§ 8. Новый метод введения квазисредних

Чтобы избежать такого рода трудностей, выдвинем

предложение взять v пропорциональными С с положи­ тельными коэффициентами пропорциональности

va = r aCa

(га > 0 , а = 1 , 2, . . . . s).

(3 .7 5 )

1 2 6


Рассмотрим в таком случае аппроксимирующий

гамильтониан

Г0= Т 2V 2 ga {Ca.Ja + CaJa}—

 

 

 

а

_ +

Z

(3.76)

 

 

— У 2 Га (Са/ а +

Са/ а) + const.

 

 

а

 

 

Постоянный

член

здесь не выписываем, поскольку он

не влияет

ни на

вычисление средних ( . . . ) г ,

ни на

 

 

 

а

 

уравнения движения. Как видно, мы получили аппро­ ксимирующий гамильтониан для Я с измененными параметрами

£а~>

Hr = T - 2 V ^ ( g a + ± f) j j a.

 

а

Для того чтобы Га из (3.76) оказался аппроксими­ рующим гамильтонианом не для Нг, а для первоначаль­ ного Я, следует в выражении Г из (3.66) (в котором v

взято согласно (3.75)) заменить ga на ga — , положив

тем самым

 

Г = Т - 2V ^ (gafr ) J J a -

V 2 ra (JaC + JaCa).

a

a

Ясно, что здесь кроме добавления «источников» мы провели некоторую «ренормировку» параметров ga.

К этому выражению для Г можно добавить любой постоянный член, поскольку он не окажет влияния ни на средние ( . . . ) г , ни на уравнения движения. В каче-

*

стве такого постоянного члена возьмем V 2 гаСаСа.

а

Тогда гамильтониан Г представится формой

Г = Т -- 2V 2 (ga - ^ ) j J a -

a

V 2 ra (JaCa + / Д ) + a

+ V 2] rac j t a = H +

V £ ra (/a - Cu) ( i - CJ. (3.77)

a

a

Подчеркнем, что здесь, как всегда, С обозначает точку, в которой достигается абсолютный минимум функции /о. {Я (С)} (см. (3.48)). Для удобства обозначений по­ ложим в (3.77)

ra = 2raga, где та > 0.

126