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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.10.2024

Просмотров: 81

Скачиваний: 0

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

Сначала

находим

 

 

 

 

С — С {S) = C (Sr+U . . . . 5r+s)

 

из условия

абсолютного

максимума

функции

(4.86)

в пространстве

всех точек

С = (СЬ

Сг) при

задан­

ных S, а затем

находим

 

 

 

 

 

Sr+j, . . . , Sr+s

 

 

из условия абсолютного минимума функции

 

 

 

L { H t (C(S), 5)}

 

(4.87)

в пространстве всех точек S(Sr+ l, . .. ,

Sr+s). Как видно,

форма Я (С, S) представляет обычную форму аппрокси­ мирующего гамильтониана для гамильтониана Я из

(4.57). В отличие от

формы НТ(С, S ), зависящей от

(2r + S) комплексных параметров,

Я (С, S) зависит лишь

от г + s комплексных параметров. Возвращаясь

к соот­

ношению (4.73), можем записать его также в виде

lim fv (Я) =

min max f

{H (С, 5)}.

(4.88)

Г-»оо

S

с

 

 

Перейдем в заключение к вопросу о построении «гамиль­ тониана с источниками» для определения квазисредних.

Возьмем, как и в главе 3

Гг = Я + 2К ^ g a Ta (Ja

Ca) (Ja Ca) +

a=l

 

+ 2K S

gara(fa - S a)(/a ~ t h (4+9)

a = r+ l

где ra — фиксированные

параметры, для которых

0 < т а < 1 ,

a = 1, .. ., г + 5.

Ввиду (4.81) ясно, что Гг из (4.89) совпадает с гамиль­ тонианом (4.68), и потому для него справедливы не­ равенства (4.67). Имеем далее

г т= Я (С, S) +

21/ 2

ga (l + Ta)(/a - C

a) i t

~ C a) -

 

a=l

 

 

- 2 V

r+s

_

+

л

2

g a ( l - t e) (/a - S e) ( /a - S a). (4.90)

 

a=r+l

 

 

 

160


Таким

образом,

Гт приводится

к

виду

(1.14), (1.15),

в котором

положено:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г а =

Н(С,

 

S),

 

 

 

 

Са =

Са)

Ga = ~:2ga(\ + т а)

 

(а =

1,

. . ., г),

 

Са

Sa,

Ga

 

2ga (1

та)

г -f- 1,

. . •,

г -J- s).

Из неравенства

(4.67) следует,

что

 

 

 

 

 

 

( 2

I Ga I (Ja -

Ca) ( I

-

Ca))r

<

t v,

 

где

 

a=l

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то

Y -> OO

 

 

 

равномерно по 0 в интервале

(0 <

0

0O). Как видно,

пункт

3 условия

1 § 1

главы

 

1 выполнен.

Справед­

ливость остальных пунктов условий 1, Г (§ 7 главы 2) тривиально вытекает из условий 1), 3), 2) настоящего параграфа.

Мы можем, таким образом, применить к рассматри­ ваемому случаю предельные теоремы глав 1, 2 и полу­ чить для квазисредних те же результаты, что и в главе 3.


Г л а в а 5

О МЕТОДЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ ФУНКЦИЙ

В заключение остановимся еще на одном подходе [59] вычисления квазисредних для некоторых модельных систем, который не предполагает дополнения основной системы членами с «источниками», т. е. предложим подход, отличный от методов расчета квазисредних, рассмотренных в главах 1—4. Такая методика вычис­ ления квазисредних, как будет показано, является вполне реальной. Предлагаются примеры вычисления квазисредних.

§1. Общая постановка задачи

Вряде работ [38, 40] мы рассмотрели так называе­ мые модельные задачи статистической физики, допуска­

ющие

асимптотически точное решение (при

1 /-> о о ,

где V — объем

системы). При этом

асимптотически

точные выражения были получены не

только

для сво­

бодной

энергии,

но и для функций Грина и многовре­

менных корреляционных функций. Существенно отме­ тить, что исследование проводилось на математическом уровне и для установления факта асимптотической близости была построена специальная мажорационная техника.

При исследовании функций Грина и многовременных корреляционных функций нам пришлось воспользовать­ ся понятием квазисредних и ввести в рассматриваемый гамильтониан так называемые члены с источниками, которые устремлялись к нулю после проведения пре­ дельного перехода V >оо,

162

Поясним сказанное на одном из простейших при­ меров изученных нами модельных систем — на системе, характеризуемой гамильтонианом типа БК.Ш:

 

+

 

 

 

 

H =

T — V ~ ,

T = y^Tfdfaf,

L = ~ S \ x fa_faf. (5.1)

 

 

f

 

f

 

Здесь af, ctf — ферми-операторы,

V — объем

системы,

f =

(p, a) — совокупность импульса

p и спина ст, им­

пульс принимает

обычные

квазидискретные

значения,

r f =

п2

 

потенциал. На Xf наложе­

^ —р, р — химическим

ны некоторые весьма общие условия, обеспечивающие достаточно быстрое убывание Xf при р -> оо. Если

составить для гамильтониана (5.1) уравнения движения

 

daf

+

(5.2)

 

i-~jj- — Tfaf ct-fLXf,

то из

определения L

нетрудно заметить, что операторы

+

коммутируют с нашими операторами

+

L, L

af с точ­

ностью до величин порядка 1/V. Поэтому, казалось бы, естественно предположить, что оператор L «есть почти» с-число. Но в таком случае (£)я — С, где через ( . . . ) я обозначено обычное среднее по гамильтониану Н:

, V Sp(...e"/0)

Spe^0 •

Однако ввиду того, что гамильтониан Н является ин­ вариантным по отношению к градиентным преобразо­ ваниям

ащ-*е'фа? (ср = const),

легко видеть, что все (a_faf)w = 0, так что и (L)H~ О,

и выходит, что нельзя сам оператор L даже «прибли­ женно» считать с-числом. Для того чтобы избавиться от этой трудности, мы воспользовались понятием ква­ зисредних и ввели в гамильтониан члены с источника­ ми, рассмотрев вместо Н гамильтониан:

Г = H - r V ( L + L) (г > 0).

(5.3)

Квазисредние по Н мы определили как обычные сред­ ние по гамильтониану Г, в которых г —>0 совершается

163


после предельного перехода 17->оо. Тогда нам удалось строго доказать, что при любом г > О

((L — С) (L С))г —>0 при V —> сю,

где С — некоторая положительная величина. Взяв вме­ сте с точными уравнениями движения (5.2) «прибли­ женные уравнения» движения

daf

+

(5.4)

i - j f =

Tfaf a-fC I f ,

которые, кстати, соответствуют гамильтониану

 

Н (С) = Т -

\ (CL + CL - С2),

(5.5)

называемому нами «аппроксимирующим» гамильтониа­ ном, нам удалось с помощью специально разработанной мажорационной техники доказать, что корреляционные функции, составленные из произведения ферми-опера- торов, построенные на основе (5.3), асимптотически близки к корреляционным функциям, построенным на основе гамильтониана (5.5) в смысле квазисредних, т. е. сначала совершается предельный переход F->oo, а затем г >0. В результате были получены мажорационные оценки для разности корреляционных функций, построенных на основе гамильтонианов (5.1), (5.5).

Соответствующие оценки приближения для корреля­ ционных функций и функций Грина при V -> °о были неравномерны по отношению к г -> 0, и поэтому весьма существенным был порядок предельных переходов сна­

чала

Г->оо, а затем г —> 0. Это как раз и соответство­

вало

определению квазисредних [42].

Возникает, однако, вопрос, как определить квази­

средние для данного гамильтониана, не вводя членов

с источниками, поскольку квазисредние с физической точки зрения характеризуют рассматриваемую систему и введение источников в каком-то смысле является искусственным приемом, нарушающим инвариантные

свойства

системы. Такая программа определения квази­

средних,

как мы увидим, является вполне

реальной,

хотя мажорационные оценки становятся при

этом су­

щественно более сложными.

 

Дело

в том, что в этом случае мы не можем дека-

зать, что

+

 

выражение {{L ~ C ) ( L — С))н — малая вели­

164