Jump to content

Подход Бете

В физике анзац Бете — это анзац для поиска точных волновых функций определенных квантовых моделей многих тел , чаще всего для одномерных решеточных моделей. Впервые он был использован Гансом Бете в 1931 году для нахождения точных собственных значений и собственных векторов одномерной антиферромагнитной изотропной (XXX) модели Гейзенберга . [1]

С тех пор метод был распространен на другие спиновые цепочки и модели статистической решетки .

«Проблемы анзаца Бете» были одной из тем, представленных в разделе «Учиться» на доске Ричарда Фейнмана в момент его смерти. [2]

Обсуждение [ править ]

В рамках квантовой механики многих тел модели, решаемые анзацем Бете, можно противопоставить моделям свободных фермионов . Можно сказать, что динамика свободной модели является приводимой к одному телу: волновая функция многих тел для фермионов ( бозонов ) представляет собой антисимметризованное (симметризованное) произведение однотельных волновых функций. Модели, решаемые анзацем Бете, не являются свободными: двухчастичный сектор имеет нетривиальную матрицу рассеяния , которая, вообще говоря, зависит от импульсов.

С другой стороны, динамика моделей, решаемых с помощью анзаца Бете, является двучастичной приводимой: матрица рассеяния многих тел является продуктом матриц рассеяния двух тел. Столкновения многих тел происходят как последовательность столкновений двух тел, и волновая функция многих тел может быть представлена ​​в форме, которая содержит только элементы волновых функций двух тел. Матрица многочастичного рассеяния равна произведению попарных матриц рассеяния.

Общая форма (координатного) анзаца Бете для волновой функции многих тел имеет вид

в котором количество частиц, их позиция, - это набор всех перестановок целых чисел , это четность перестановки принимая значения как положительные, так и отрицательные, (квази)импульс -я частица, – функция фазового сдвига рассеяния, это знаковая функция . Эта форма универсальна (по крайней мере, для невложенных систем), при этом функции импульса и рассеяния зависят от модели.

Уравнение Янга–Бакстера гарантирует непротиворечивость конструкции. Принцип исключения Паули справедлив для моделей, решаемых анзацем Бете, даже для моделей взаимодействующих бозонов .

Основное состояние представляет собой сферу Ферми . Периодические граничные условия приводят к уравнениям анзаца Бете или просто уравнениям Бете. В логарифмической форме уравнения анзаца Бете могут быть получены действием Янга . Квадрат нормы волновой функции Бете равен определителю гессиана действия . Янга [3]

Существенным обобщением является квантовый метод обратной задачи рассеяния , или алгебраический анзац Бете, который дает анзац для базовой операторной алгебры , который «позволил решить широкий класс нелинейных эволюционных уравнений». [4]

Точные решения так называемой sd- модели (П.Б. Вигмана [5] в 1980 г. и независимо Н. Андрея, [6] также в 1980 году) и модель Андерсона (П.Б. Вигманн [7] в 1981 г., а также Н. Каваками и А. Окиджи. [8] в 1981 году) также оба основаны на анзаце Бете. Существуют многоканальные обобщения этих двух моделей, также допускающие точные решения (Н.Андрей и К.Дестри). [9] и CJ Bolech и Н. Андрей [10] ). Недавно несколько моделей, решаемых анзацем Бете, были экспериментально реализованы в твердых телах и оптических решетках. Важную роль в теоретическом описании этих экспериментов сыграли Жан-Себастьян Ко и Алексей Цвелик . [ нужна ссылка ]

Терминология [ править ]

Существует много подобных методов, которые называются анзац Бете.

  • Алгебраический подход Бете. [11] Квантовый метод обратной задачи рассеяния — это метод решения алгебраического анзаца Бете, и эти два понятия практически синонимы.
  • Аналитический подход Бете
  • Координатный подход Бете ( Ганс Бете,   1931 )
  • Функциональный подход Бете [12] [13]
  • Вложенный подход Бете
  • Термодинамический анзац Бете (CN Yang и CP Yang, 1969 )

Примеры [ править ]

цепочка Антиферромагнитная Гейзенберга

Антиферромагнитная цепочка Гейзенберга определяется гамильтонианом (при условии периодических граничных условий)

Эта модель разрешима с использованием (координатного) анзаца Бете. Функция фазового сдвига рассеяния равна , с в котором импульс был удобно перепараметризован как с точки зрения быстроты Граничные условия (здесь периодические) налагают уравнения Бете

или удобнее в логарифмической форме

где квантовые числа являются различными полунечетными целыми числами для даже целые числа для странный (с определенный мод ).

Применимость [ править ]

Следующие системы можно решить с помощью анзаца Бете.

Хронология [ править ]

  • 1928: Вернер Гейзенберг публикует свою модель . [14]
  • 1930: Феликс Блох предлагает упрощенный анзац, в котором неправильно подсчитывается количество решений уравнения Шредингера для цепочки Гейзенберга. [15]
  • 1931: Ганс Бете предлагает правильный анзац и тщательно показывает, что он дает правильное число собственных функций. [1]
  • 1938: Ламек Хюльтен [ де ] получает точную энергию основного состояния модели Гейзенберга. [16]
  • 1958: Раймонд Ли Орбах использует анзац Бете для решения модели Гейзенберга с анизотропными взаимодействиями. [17]
  • 1962: Ж. де Клуазо и Дж. Дж. Пирсон получили правильный спектр антиферромагнетика Гейзенберга (спинонное дисперсионное уравнение), [18] показывая, что это отличается от предсказаний теории спиновых волн Андерсона. [19] (постоянный префактор другой).
  • 1963: Эллиот Х. Либ и Вернер Линигер предоставили точное решение для 1d δ-функции, взаимодействующей с бозе-газом. [20] (теперь известная как модель Либа-Линигера ). Либ изучает спектр и определяет два основных типа возбуждений. [21]
  • 1964: Роберт Б. Гриффитс получает кривую намагничивания модели Гейзенберга при нулевой температуре. [22]
  • 1966: К. Н. Ян и К. П. Ян строго доказывают, что основное состояние цепи Гейзенберга задается анзацем Бете. [23] Они изучают свойства и применение в [24] и. [25]
  • 1967: К. Н. Ян обобщает решение Либа и Линигера δ-функции, взаимодействующей с бозе-газом, на произвольную перестановочную симметрию волновой функции, порождая вложенный анзац Бете. [26]
  • 1968: Эллиот Х. Либ и Ф. Я. Ву решают 1-мерную модель Хаббарда. [27]
  • 1969: CN Yang и CP Yang получили термодинамику модели Либа-Линигера. [28] обеспечивающий основу термодинамического анзаца Бете (TBA).

Ссылки [ править ]

  1. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Бете, Х. (март 1931 г.). «К теории металлов. I. Собственные значения и собственные функции линейной цепочки атомов». Журнал физики . 71 (3–4): 205–226. дои : 10.1007/BF01341708 . S2CID   124225487 .
  2. ^ «Доска Ричарда Фейнмана в момент его смерти | Архив Калифорнийского технологического института» . digital.archives.caltech.edu . Проверено 29 июля 2023 г.
  3. ^ Корепин, Владимир Евгеньевич (1982). «Расчет норм волновых функций Бете» . Связь в математической физике . 86 (3): 391–418. Бибкод : 1982CMaPh..86..391K . дои : 10.1007/BF01212176 . ISSN   0010-3616 . S2CID   122250890 .
  4. ^ Корепин В.Е.; Боголюбов, Н.М.; Изергин, А.Г. (06 марта 1997 г.). Квантовый метод обратной задачи рассеяния и корреляционные функции . Издательство Кембриджского университета. ISBN  9780521586467 .
  5. ^ Вигманн, ПБ (1980). «Точное решение модели SD-обмена при T = 0» (PDF) . Письма ЖЭТФ . 31 (7): 364. Архивировано из оригинала (PDF) 17 мая 2019 г. Проверено 17 мая 2019 г.
  6. ^ Андрей Н. (1980). «Диагонализация гамильтониана Кондо». Письма о физических отзывах . 45 (5): 379–382. Бибкод : 1980PhRvL..45..379A . дои : 10.1103/PhysRevLett.45.379 . ISSN   0031-9007 .
  7. ^ Вигманн, ПБ (1980). «К точному решению модели Андерсона». Буквы по физике А. 80 (2–3): 163–167. Бибкод : 1980PhLA...80..163W . дои : 10.1016/0375-9601(80)90212-1 . ISSN   0375-9601 .
  8. ^ Каваками, Норио; Окиджи, Аяо (1981). «Точное выражение энергии основного состояния для симметричной модели Андерсона». Буквы по физике А. 86 (9): 483–486. Бибкод : 1981PhLA...86..483K . дои : 10.1016/0375-9601(81)90663-0 . ISSN   0375-9601 .
  9. ^ Андрей, Н.; Дестри, К. (1984). «Решение многоканальной задачи Кондо». Письма о физических отзывах . 52 (5): 364–367. Бибкод : 1984PhRvL..52..364A . дои : 10.1103/PhysRevLett.52.364 . ISSN   0031-9007 .
  10. ^ Болех, CJ; Андрей Н. (2002). «Решение двухканальной модели примеси Андерсона: последствия для тяжелого фермиона UBe13». Письма о физических отзывах . 88 (23): 237206. arXiv : cond-mat/0204392 . Бибкод : 2002PhRvL..88w7206B . doi : 10.1103/PhysRevLett.88.237206 . ISSN   0031-9007 . ПМИД   12059396 . S2CID   15180985 .
  11. ^ Фаддеев, Людвиг (1992). «Как алгебраический анзац Бете работает для интегрируемой модели». arXiv : hep-th/9211111 .
  12. ^ Склянин Е.К. (1985). «Квантовая цепочка Тоды». Нелинейные уравнения классической и квантовой теории поля . Конспект лекций по физике. 226 : 196–233. Бибкод : 1985ЛНП...226..196С . дои : 10.1007/3-540-15213-X_80 . ISBN  978-3-540-15213-2 .
  13. ^ Склянин Е.К. (октябрь 1990 г.). «Функциональный анзац Бете». Интегрируемые и суперинтегрируемые системы : 8–33. дои : 10.1142/9789812797179_0002 . ISBN  978-981-02-0316-0 .
  14. ^ Гейзенберг, В. (сентябрь 1928 г.). «К теории ферромагнетизма». Журнал физики . 49 (9–10): 619–636. Бибкод : 1928ZPhy...49..619H . дои : 10.1007/BF01328601 . S2CID   122524239 .
  15. ^ Блох, Ф. (март 1930 г.). «К теории ферромагнетизма». Журнал физики . 61 (3–4): 206–219. Бибкод : 1930ZPhy...61..206B . дои : 10.1007/BF01339661 . S2CID   120459635 .
  16. ^ Хюльтен, Ламек (1938). «К вопросу обмена кристалла». Аркив Мат. Астрон. Физика . 26А :1.
  17. ^ Орбах, Р. (15 октября 1958 г.). «Линейная антиферромагнитная цепь с анизотропной связью». Физический обзор . 112 (2): 309–316. Бибкод : 1958PhRv..112..309O . дои : 10.1103/PhysRev.112.309 .
  18. ^ де Клуазо, Жак; Пирсон, Джей-Джей (1 декабря 1962 г.). «Спин-волновой спектр антиферромагнитной линейной цепочки». Физический обзор . 128 (5): 2131–2135. Бибкод : 1962PhRv..128.2131D . дои : 10.1103/PhysRev.128.2131 .
  19. ^ Андерсон, военнопленный (1 июня 1952 г.). «Приближенная квантовая теория антиферромагнитного основного состояния». Физический обзор . 86 (5): 694–701. Бибкод : 1952PhRv...86..694A . дои : 10.1103/PhysRev.86.694 .
  20. ^ Либ, Эллиот Х.; Линигер, Вернер (15 мая 1963 г.). «Точный анализ взаимодействующего бозе-газа. I. Общее решение и основное состояние». Физический обзор . 130 (4): 1605–1616. Бибкод : 1963PhRv..130.1605L . дои : 10.1103/PhysRev.130.1605 .
  21. ^ Либ, Эллиот Х. (15 мая 1963 г.). «Точный анализ взаимодействующего бозе-газа. II. Спектр возбуждения». Физический обзор . 130 (4): 1616–1624. Бибкод : 1963PhRv..130.1616L . дои : 10.1103/PhysRev.130.1616 .
  22. ^ Гриффитс, Роберт Б. (3 февраля 1964 г.). «Кривая намагничивания при нулевой температуре для антиферромагнитной линейной цепи Гейзенберга». Физический обзор . 133 (3А): А768–А775. Бибкод : 1964PhRv..133..768G . дои : 10.1103/PhysRev.133.A768 .
  23. ^ Ян, Китай; Ян, КП (7 октября 1966 г.). «Одномерная цепочка анизотропных спин-спиновых взаимодействий. I. Доказательство гипотезы Бете об основном состоянии в конечной системе». Физический обзор . 150 (1): 321–327. Бибкод : 1966PhRv..150..321Y . дои : 10.1103/PhysRev.150.321 .
  24. ^ Ян, Китай; Ян, КП (7 октября 1966 г.). «Одномерная цепочка анизотропных спин-спиновых взаимодействий. II. Свойства энергии основного состояния на узел решетки для бесконечной системы». Физический обзор . 150 (1): 327–339. Бибкод : 1966PhRv..150..327Y . дои : 10.1103/PhysRev.150.327 .
  25. ^ Ян, Китай; Ян, КП (4 ноября 1966 г.). «Одномерная цепочка анизотропных спин-спиновых взаимодействий. III. Приложения». Физический обзор . 151 (1): 258–264. Бибкод : 1966PhRv..151..258Y . дои : 10.1103/PhysRev.151.258 .
  26. ^ Ян, Китай (4 декабря 1967 г.). «Некоторые точные результаты для задачи многих тел в одном измерении с отталкивающим взаимодействием дельта-функции» . Письма о физических отзывах . 19 (23): 1312–1315. Бибкод : 1967PhRvL..19.1312Y . дои : 10.1103/PhysRevLett.19.1312 .
  27. ^ Либ, Эллиот Х.; Ву, ФЮ (17 июня 1968 г.). «Отсутствие перехода Мотта в точном решении короткодействующей однозонной модели в одном измерении». Письма о физических отзывах . 20 (25): 1445–1448. Бибкод : 1968PhRvL..20.1445L . дои : 10.1103/PhysRevLett.20.1445 .
  28. ^ Ян, Китай; Ян, КП (июль 1969 г.). «Термодинамика одномерной системы бозонов с отталкивающим дельта-функциональным взаимодействием». Журнал математической физики . 10 (7): 1115–1122. Бибкод : 1969JMP....10.1115Y . дои : 10.1063/1.1664947 .

Внешние ссылки [ править ]


Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 83a145cc97543d6ded81f926829a9cac__1711380360
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/83/ac/83a145cc97543d6ded81f926829a9cac.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Bethe ansatz - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)