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Notación familiarizado en Sakurai

En el capítulo 5, sección 9 de Sakurai, 2ª edición, utiliza una notación que no estoy familiarizado con. Esto puede ser adecuado para las Matemáticas.se, pero me imaginé que podría ser peculiar físico de la notación. De todos modos es la ecuación 5.9.14 y estados:

$$\lim_{\varepsilon\to 0}\frac{1}{x+i\varepsilon}={\rm Pr}.\frac1x -i\pi\delta(x).\tag{5.9.14}$$

Podría alguien por favor explique lo que está pasando con el Pr./lo que significa? Parece que podría ser algún tipo de valor principal...como el valor principal de Cauchy.

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La sección es sobre los cambios de energía y la decadencia anchos desde el capítulo sobre la teoría de la perturbación. Esta ecuación básicamente surge al hacer una expansión de la energía correcciones de segundo orden. El segundo orden de cambio de la energía es una suma de términos que parecen:

$$\lim_{\epsilon\to 0}\frac{1}{x+i\epsilon}.$$

Así que hace que el pequeño truco de arriba para separar las partes real e imaginaria de la corrección de la energía.

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user1620696 Puntos 3474

Esta es la notación de la teoría de distribuciones en Matemáticas. La teoría de las distribuciones está destinado a hacer cosas como la Delta de Dirac riguroso.

En este contexto, sólo para darles una visión general, una distribución es funcional en el espacio de funciones de prueba. Definimos el espacio de funciones de prueba de más de $\mathbb{R}$ $\mathcal{D}(\mathbb{R})$ siendo el espacio de las funciones lisas con soporte compacto (es decir, el conjunto donde no son cero es acotado y cerrado).

En ese caso, el espacio de las distribuciones es el espacio de lineal continua y funcionales sobre $\mathcal{D}(\mathbb{R})$ y se denota como a $\mathcal{D}'(\mathbb{R})$. Si $\eta\in \mathcal{D}'(\mathbb{R})$ $\phi\in \mathcal{D}(\mathbb{R})$ le suele denotar $\eta(\phi)$$(\eta,\phi)$. Dado que las distribuciones son sólo funcionales lineales, decimos que dos distribuciones $\eta,\zeta$ son iguales si $(\eta,\phi)=(\zeta,\phi)$ todos los $\phi\in \mathcal{D}(\mathbb{R})$.

La Delta de Dirac, por ejemplo, se define como $\delta\in \mathcal{D}'(\mathbb{R})$ cuya acción sobre el $\phi\in \mathcal{D}(\mathbb{R})$$(\delta,\phi)=\phi(0)$. Ahora bien, dado $\phi\in\mathcal{D}(\mathbb{R})$ uno siempre se puede construir una distribución de asociados:

$$(\phi,\psi)=\int_{-\infty}^{\infty}\phi(x)\psi(x)dx, \qquad \forall \ \psi\in \mathcal{D}(\mathbb{R}).$$

Hay otras maneras, a pesar de que, para hacer una costumbre de la función en una distribución, incluso si la función no es una función de prueba. Uno de ellos es el principal valor. Considere la posibilidad de $f(x) = \frac{1}{x}$. Esto, obviamente, no tiene soporte compacto, por lo $f\notin \mathcal{D}(\mathbb{R})$. Podemos hacer $f$ en una distribución, aunque, considerando el valor del capital:

$$\left(\operatorname{Pv}\frac{1}{x},\phi\right)=\lim_{\epsilon\to 0^+}\left(\int_{-\infty}^{-\epsilon}\dfrac{\phi(x)}{x}dx+\int_\epsilon^\infty \dfrac{\phi(x)}{x}dx\right).$$

Esto es lo que el libro significa por $\operatorname{Pr}$.

Ahora, la fórmula de que el estado es el Sokhotski–Plemelj fórmula. Debe leerse en el sentido distributivo. Diciendo que:

$$\lim_{\epsilon\to 0}\frac{1}{x+i\epsilon}=\operatorname{Pr}\frac1x -i\pi\delta(x).$$

Realmente significa que para todos los $\phi\in \mathcal{D}(\mathbb{R})$ hemos

$$\lim_{\epsilon\to 0}\left(\frac{1}{x+i\epsilon},\phi\right)=\left(\operatorname{Pr}\frac1x,\phi\right) -i\pi\left(\delta(x),\phi\right),$$

donde

$$\left(\frac{1}{x+i\epsilon},\phi\right)=\int_{-\infty}^{\infty}\dfrac{\phi(x)}{x+i\epsilon}dx.$$

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joshphysics Puntos 34367

Este no es un peculiar físico notación por extraño que parezca. La notación permite interpretar $1/x$ como una distribución (lo cual tiene sentido, ya que es añadido a la delta de distribución en el lado derecho de la ecuación). Para una adecuada función de la prueba de $\varphi$, uno que define a esta distribución como $$ \mathrm{pv}(1/x)(\varphi) = \lim_{\epsilon\a 0+}\int_{\mathbb R\setminus [-\epsilon, \epsilon]} \frac{\varphi(x)}{x}\, dx $$ Como se señaló por parte del usuario anon0909, esta distribución se llama el principal valor de $1/x$. Dada esta definición, la ecuación que aparece en Sakurai debe ser interpretado como $$ \lim_{\epsilon\to 0^+} \int_{-\infty}^{\infty} \frac{\varphi(x)}{x + i\epsilon} = \lim_{\epsilon\a 0+}\int_{\mathbb R\setminus [-\epsilon, \epsilon]} \frac{\varphi(x)}{x}\, dx - i\pi\varphi(0) $$

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