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Cómo conseguir un imaginario de la energía de uno mismo?

La quiebra de Lehman representación de la frecuencia-dependiente de la partícula de la función de Green es $$G(k,\omega) = \sum_n \frac{|c_k|^2}{\omega - E_n + i\eta}$$ donde $n$ enumera todos los autoestados del sistema, $c_k$ es el solapamiento entre $|\Psi_n\rangle$, el eigenstate a eigenenergy $E_n$, y el estado $|k\rangle = c_k^\daga | 0 \rangle$. And $\eta$ is a very small convergence factor, sometimes also written as $0^+$.

La correspondiente función espectral es $$A(k,\omega) = \sum_n |c_l|^2 \frac{\eta}{\pi} \cdot \frac{1}{(\omega - E_k)^2 + \eta^2)}$$ Esto significa que tenemos Lorenzian con la anchura $\eta$ en el eigenergies del sistema, es decir, para un pequeño $\eta$ vemos que la función espectral tiene picos para todos los valores de $\omega$ que corresponden a las del sistema eigenergies. (Tenga en cuenta que para $\eta \rightarrow 0$, el Lorenzian se convierte en un $\delta$-función).

Tan lejos, tan bueno. Ahora también podemos escribir la función de Green uso de la propia energía. Si $\varepsilon(k)$ es la dispersión de la no-interacción de las partículas, entonces el auto se define la energía a través de $$G(k,\omega) = \frac{1}{\omega - \varepsilon(k) - \Sigma(k,\omega) + i\eta}$$

Es mencionado en muchas ocasiones que un auto-energía con un no-cero de la parte imaginaria corresponde a un cuasi-partícula con una duración limitada. En la función espectral, un imaginario de la energía de uno mismo conduce a un amplio pico, y la anchura de pico que está relacionado con la parte imaginaria de $\Sigma(k,\omega)$.

Pregunta: En primer lugar, me han demostrado que la función espectral tiene infinitamente picos agudos precisamente en el sistema de la eigenergies. Pero después, me han demostrado que un imaginario de la energía de uno mismo conduce a la amplia picos. ¿Cómo puedo reconciliar estos dos hechos?

Relacionadas con la Pregunta: Si me parece un "continuum" de los estados que en mi función espectral, ¿cómo puedo saber si estos forman una continuidad de la "verdadera" autoestados del sistema o un montón de descomposición de la quasiparticles?

La motivación: En el Holstein modelo, se tiene un solo electrón en un entramado en el estrecho de unión aproximación a la interacción con Einstein fonones de frecuencia $\Omega$. En la no-interacción límite, tenemos la no-interacción de electrones de la banda de $\varepsilon(k) = -2t \cos(ka)$ y luego, a partir de una energía $\Omega$ sobre $-2t$, un continuo de estados correspondiente a un electrón de impulso $k - q$ y un fonón de impulso $q$. Estos son los "verdaderos" estados propios de la (no-interacción) del sistema. Pero si yo, a continuación, encienda la interacción del tipo de $$ \frac{g}{\sqrt{N}} \sum_q c_{k-q}^\dagger c_k (b_q^\dagger + b_{-q})$$ Todavía tengo un continuum de energía $\Omega$ por encima del suelo del estado, pero ahora estos no son verdaderos autoestados más, ya que el adicional de fonones puede caries a través de la interacción plazo. Pero cuando ellos no son verdaderos autoestados más, entonces no deben aparecer en el Lehman representación y, por tanto, no contribuyen a la función espectral?

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bruceatk Puntos 4226

Esta es una gran pregunta. El punto es que hemos hecho un gran cambio estructural en lo que va de Lehmann representación para el, um, otros. En Lehmann representación, hemos decidido escribir $G$ como una suma de un número infinito de real polos, lo cual está bien, por supuesto, pero al comenzar a agregar infinita cantidad de funciones delta juntos, las cosas pueden ponerse difíciles.

(Aparte: pensemos por un momento si hemos integrado Im$G$ $k$ -- nos quedamos con la densidad de estados $\rho(\omega)=\sum_n \delta(\omega-E_n)$... y, sin embargo, al momento de sentarse y trabajar para, digamos, libre de partículas en continuo 3-espacio, obtener un buen funcionamiento de $\omega$. Por qué? Así como los autovalores $E_n$ se arbitrariamente cerca uno del otro, la suma se convierte en una integral, en virtud de la cual delta funciones inmediatamente cambiar de enemigo a amigo.)

Así que con eso en mente, la función espectral que se obtuvo de la Lehmann representación tendrá la estructura en todos los autovalores de la totalidad de muchos cuerpos del sistema (que se funden en las funciones lisas en una infinita sistema), pero esto es una tontería ya que los valores no corresponden, generalmente, a las excitaciones que nunca podríamos pensar en cualquier forma intuitiva.

Así, en lugar de pensar acerca de la real autoestados de sistemas de muchos cuerpos, nos introducen quasiparticles y trabajar con sus funciones Green, que, como se mostró, tienen un complejo de polo relativa a $\Sigma$, con la parte imaginaria de dar la propagación en el eje de frecuencia que el real autovalores tienen.

(Creo que esto debería ayudar con tu pregunta relacionada con demasiado, pero es tarde -- déjeme saber si he sido opaco.)

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Giacomo Verticale Puntos 1035

Inestable partículas son conceptos de teorías efectivas de campos (o pocos sistemas de partículas) en la reducción de las descripciones donde los productos de desintegración son ignorados. En la reducción de estos descripciones, aparecen como partículas con complejo de masas, y sus funciones de Green de tener complejo de polos.

En un sin diluir descripción, la inestabilidad de las partículas aparecen como polos de la analíticamente continuó resolvent a la segunda, no físico de la hoja. La descomposición espectral de la resolvent es una suma sobre el espectro discreto, además de una integral sobre el espectro continuo a lo largo de una curva compleja definida por la $+i\epsilon$ receta. Mediante la incorporación del espacio de Hilbert en un espacio más grande, el llamado aparejado el espacio de Hilbert (o Gelfand triple), uno puede deformar la integración de la ruta de acceso a un complejo de desvío, siempre y cuando no polo es cruzado.

Si uno cruza un polo (que sólo puede suceder por la deformación de la ruta de acceso en el físico de la hoja), un discreto término proporcional a $1/(E-E_0)$ aparece, que es la aportación de la correspondiente a la resonancia. Si la parte imaginaria de $E_0$ es pequeña, correspondiente a una larga vida de la partícula, y el residuo (el numerador de la aparición del término) no es pequeña, luego deshacer la deformación implica un aumento enorme en la distribución espectral de la espectro continuo, casi un delta función, que es la razón por la que estos objetos puede ser aproximadamente tratados como partículas. (Esto puede ser visto en todos sus detalles por el llamado Wigner--Weisskopf átomo.) Si la parte imaginaria es mayor, se vuelve menos pronunciada picos (resonancias), que es la manera de corta duración, inestable partículas se detectan en la práctica.

Esto está bien explicado en el libro
Kukulin, V. I. ; Krasnopol'sky, V. M. ; Horáček, J., La teoría de resonancias : principios y aplicaciones, Kluwer 1989
junto con el cálculo de los aspectos de la par-sistemas de partículas.

Si el resolvent puede ser analíticamente continua en todas partes cerca de la real espectro continuo, uno se puede mover con la integración de contorno en el no físico de la hoja hasta que todos los importantes resonancias se han convertido en parte de la ahora complejo discretos (espectro del Hamiltoniano en un indefinido no-espacio de Hilbert obtenidos por una correspondiente a la deformación de la integral en el interior del producto). El residual de espectro continuo no tiene picos significativos de la izquierda, y por lo general puede ser descuidado, resultando en una mucho más manejable eficaz subsistema.

Para explicar por qué la auto-energía suele ser compleja, resolver la definición de la ecuación de $G(E)=\frac{1}{E-\epsilon(E)-\Sigma(E)}$ (válido para nonreal $E$) $\Sigma(E)=E-\epsilon(E)-G(E)^{-1}$. Tenga en cuenta que esta expresión no es Hermitian, como en virtud de la conjugación, $E$ hace $\overline E \ne E$! Por lo tanto, incluso en el límite donde el $E$ se convierte en real (que ahora es posible debido a que los polos de $G(E)$ no cree daño), no hay ninguna razón para $\Sigma(E)$ a ser Hermitian, como $G(E)$ se ve diferente en ambos lados de la rama de corte dada por el real espectro continuo.

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