8 votos

¿Por qué las simetrías en el espacio de fase son generadas por funciones que dejan invariante al hamiltoniano?

Hamilton ecuación de lee $$ \frac{d}{dt} F = \{ F,H\} \, .$$ En palabras, esto significa que $H$ actúa en $T$ a través de la fase natural del espacio producto (el corchete de Poisson) y el resultado es el correcto tiempo de evolución de la $F$. En otras palabras $H$ genera temportal turnos de $t \to t +dt$.

La función de $F$ más de espacio de fase se describe una conserva de quantitiy si $$ \frac{d}{dt} F = \{ F,H\} =0 \, .$$ Tro del teorema ahora exploits que el corchete de Poisson es antisimétrica $$ \{ A,B\} = - \{ B,A\} .$$ Por lo tanto, podemos invertir el papel de las dos funciones en la distribución de Poisson soporte por encima de $$ \{ F,H\} =0 \quad \leftrightarrow \quad \{ H,F\} =0 \,. $$ En palabras, esta segunda ecuación nos dice que para cualquier conservado cantidad $F$, su acción sobre el Hamiltoniano $H$ es cero. En otras palabras, $F$ genera como la simetría. Este es exactamente el teorema de Noether.

Pero por lo general, se argumenta que sólo el Lagrangiano tiene que ser invariante. El Hamiltoniano puede cambiar bajo simetrías como aumenta la cual aumenta el potencial de la energía. (Mientras que el Lagrangiano es un escalar, el Hamiltoniano es sólo uno de los componentes de la energía-impulso del vector y por lo tanto, no hay ninguna razón por qué debería ser invariante.)

Entonces, ¿por qué íbamos a encontrar en el Hamiltoniano versión del teorema de Noether que el Hamiltoniano permanece invariante bajo la simetría transformmations?

1voto

Stefano Puntos 763

Esto es esencialmente instrucción 3 en mi Phys.SE contesta aquí, que también ofrece una prueba y algunas de las declaraciones relacionadas.

Instrucción 3: "Una constante de movimiento genera una simetría y es su propia Noether cargo."

En más detalle:

  1. Un off-shell constante de movimiento$^1$ $Q$ cumple por definición $$\{Q,H\} +\frac{\partial Q}{\partial t}~=~0,\tag{1}$$ cf. mi Phys.SE la respuesta aquí.

  2. Se genera un quasisymmetry de los Hamiltonianos de Lagrange $$L_H~:=~\sum_{i=1}^np_i\dot{q}^i-H.\tag{2}$$

  3. La correspondiente Noether cargo es, precisamente, $Q$. $\Box$

--

$^1$ Si la cantidad de $Q$ no tiene tiempo explícito de la dependencia, entonces, por definición $$ Q \text{ off-shell constant of motion} \quad\Leftrightarrow\quad Q \text{ and } H \text{ Poisson commute} $$ $$\quad\Leftrightarrow\quad Q \text{ generates a symmetry of the Hamiltonian } H.\tag{3}$$

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X