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Pregunta acerca de un Límite de Gauss Integrales y cómo se relaciona con la Integración de Ruta (en todo caso)?

Me han llegado a través de un límite de Gauss de las integrales en la literatura y me pregunto si esto es un resultado conocido.

El fondo de este problema viene de la composición de movimiento Browniano y el estudio de las densidades de los compuestos proceso. Así que si tenemos un doble movimiento Browniano $B_1(t)$ sustituimos t por un movimiento Browniano $B_2(t)$ y el estudio de la densidad de $B_1(B_2(t))$. Si repetimos esta composición n veces tenemos la iterada interal (**) a continuación como una expresión para la densidad de la n veces reiterado el movimiento Browniano. El resultado me interesa es la deriva en el siguiente documento:

La referencia original es "Fraccional de difusión de las ecuaciones de procesos y azar diferentes del tiempo" Enzo Orsingher, Luisa Beghin http://arxiv.org/abs/1102.4729

Línea (3.14) de Orsingher y Beghins papel de lee

(**) $\lim_{n \rightarrow \infty} 2^{n} \int_{0}^{\infty} \ldots \int_{0}^{\infty} \frac{e^{\frac{-x^2}{2z_1}}}{\sqrt{2 \pi z_1}} \frac{e^{\frac{-{z_1}^2}{2z_2}}}{\sqrt{2 \pi z_2}} \ldots \frac{e^{\frac{-{z_n}^2}{2t}}}{\sqrt{2 \pi t}} \mathrm{d}z_1 \ldots \mathrm{d}z_n = e^{-2 |x|} $

  1. ¿Cómo se puede demostrar este resultado sin el uso de la probabilidad?

  2. Es este un tipo de ruta integral (integral funcional)? O se esta integrando algún tipo de cinética más potencial plazo se levantaría en la mecánica cuántica? Hacer expresiones como (**) ponerse de acuerdo en la física de la literatura?

(He intentado utilizar el cambio de variable teorema de Wiener medida a transformar (**) en una Wiener integral con respecto a un determinado integrando y han tenido algo de éxito con este.. creo que esto muestra cómo calcular la integral de Wiener con respecto a una función en un camino y no sólo un número finito de variables, pero no veía cómo tomar esto más - El cambio de variable teorema de Wiener Medida fue tomada de "La Integral de Feynman y Feynman Operativa de Cálculo" por G. W. Johnson y M. L. Lapidus.)

  1. He estado estudiando un ligero generalización de ** a partir de la probabilidad lado de las cosas y han estado tratando de utilizar convergencia dominada para mostrar el lado izquierdo de ** es finito, pero estoy teniendo problemas para encontrar una que domina la función sobre el intervalo de $[1,\infty)^n$. Está dominado la convergencia, la mejor manera de mostrar el lado izquierdo de (**) es finito?

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Stefano Puntos 763

Nuestro plan de respuesta es como sigue. En primer lugar, vamos a introducir la constante de Planck $\hbar$, de modo que el particular valor de $\hbar=1$ corresponde al problema original. En segundo lugar, la mención de una conexión a (lo que los físicos a menudo llamadas) el grupo de propiedades de Feynman ruta de las integrales. En tercer lugar, mostraremos que el buscado la fórmula pasa a ser el clásico "instanton" contribución en un punto de silla/steepest descent asintótica de expansión, que se convierte en válido como $\hbar\to 0$. Actualmente estamos conscientes de si semi-clásica de la localización de los métodos se pueden aplicar para justificar el punto de silla/empinada bajada de expansión, y no vamos a intentar hacer una justificación aquí.

Ahora vamos a llegar a los negocios. Definir los extremos de $x_0\equiv x>0$$x_{n+1}\equiv t>0$. Comenzamos con la introducción de la constante de Planck $\hbar$ en la $u_n$ función en la ecuación. (1.9) de arXiv:1102.4729,

$$u_n(x,t,\manejadores) :=\left[\prod_{j=1}^n 2 \int_0^{\infty} \frac{\mathrm{d}x_j}{\sqrt{\manejadores}}\right] \prod_{i=1}^{n+1}\frac{e^{-\frac{x_{i-1}^2}{2\manejadores x_i}}}{\sqrt{2 \pi x_i}}. \qquad (1.9\manejadores) $$ En particular, para $n=0$, tenemos

$$ u_{n=0}(x,t,\hbar)=\frac{e^{-\frac{x^2}{2\hbar t}}}{\sqrt{2 \pi t}}. $$

El $u_n$ función tiene varias escala/homogeneidad de las propiedades,

$$ u_n( x,t,\manejadores) = \sqrt{\lambda} u_n(\lambda x,\lambda t,\lambda\manejadores) = \lambda u_n(\lambda x,\lambda^{2^{n+1}} t,\manejadores) $$ $$= \sqrt{\lambda} u_n( x,\lambda^{2^n} t,\frac{\manejadores}{\lambda}), \qquad \lambda>0. \qquad (H) $$

Con la ayuda de la primera homogeneidad de la propiedad en eq. ($H$), que de inmediato se puede deducir el correspondiente $\hbar$ generalización de eq. (3.14) en arXiv:1102.4729,

$$ \lim_{n\to \infty}u_n(x,t,\manejadores) =\frac{1}{\sqrt{\manejadores}}e^{-\frac{2x}{\manejadores}}. \qquad (3.14\manejadores) $$

Así que la pregunta es, básicamente, ¿cómo podemos derivar, comprender, motivar, etc., eq. (3.14$\hbar$) físicamente? Para llegar a una ruta de interpretación integral, se nota que el $u_n$ función (lo que los físicos llaman a menudo) un grupo de bienes,

$$ u_{n+1+m}(x,z,\manejadores) = 2 \int_0^{\infty} \frac{\mathrm{d}y}{\sqrt{\manejadores}} u_{n}(x,y,\manejadores)u_{m}(y,z,\manejadores), \qquad (G) $$

en estrecha analogía con el propagador de Feynman $K(x_f,t_f;x_i,t_i)$ con

$$ K(x_3,t_3;x_1,t_1) = \int_{-\infty}^{\infty}\mathrm{d}x_2 \ K(x_3,t_3;x_2,t_2) K(x_2,t_2;x_1,t_1).$$

Así que la "suma de historias" de $x$ $z$puede ser calculado mediante la integración de más de un punto intermedio $y$. El $n$ $u_n$ función desempeña el papel de un discretizado variable de tiempo. Como una comprobación de coherencia, es fácil ver (mediante la realización de algunas de primaria integrales) que el lado derecho de eq. (3.14$\hbar$),

$$u_{n=\infty}(x,t,\manejadores) =\frac{1}{\sqrt{\manejadores}}e^{-\frac{2x}{\manejadores}} \qquad \left(\a \sqrt{2\pi x} \delta(x) \quad \mathrm{para} \quad\manejadores \0\right), $$

en efecto, resolver la ecuación grupo $(G)$ en los casos particulares $n,m=0,\infty$,

$$ u_{\infty}(x,z,\hbar) = 2 \int_0^{\infty} \frac{\mathrm{d}y}{\sqrt{\hbar}} u_{\infty}(x,y,\hbar) u_{\infty}(y,z,\hbar) $$ $$= 2 \int_0^{\infty} \frac{\mathrm{d}y}{\sqrt{\hbar}} u_{\infty}(x,y,\hbar) u_{0}(y,z,\hbar)$$ $$= 2 \int_0^{\infty} \frac{\mathrm{d}y}{\sqrt{\manejadores}} u_{0}(x,y,\manejadores) u_{\infty}(y,z,\manejadores). $$

El próximo introducir Gaussiano momenta $p_1, \ldots,p_{n+1},$ con

$$\int_{-\infty}^{\infty}\frac{\mathrm{d}p_i}{2\pi\sqrt{\manejadores}}e^{-\frac{1}{2\manejadores}x_ip_i^2} = \frac{1}{\sqrt{2 \pi x_i}}, \qquad x_i>0.$$

A continuación, el $u_n$ función se convierte en

$$u_n(x,t,\manejadores) = \left[\prod_{j=1}^n 2\int_0^{\infty}\frac{\mathrm{d}x_j}{\sqrt{\hbar}}\right]\left[\prod_{i=1}^{n+1}\int_{-\infty}^{\infty}\frac{\mathrm{d}p_i}{2\pi\sqrt{\hbar}}\right]e^{-\frac{S}{\hbar}}, $$

con Euclidiana del espacio de fase de acción

$$S:=\frac{1}{2}\sum_{i=1}^{n+1}\left(\frac{x_{i-1}^2}{x_i}+x_i p_i^2\right).$$

Ahora volvamos al punto de silla/steepest descent asintótica de expansión. Las ecuaciones clásicas de movimiento son

$$ 0 \approx \frac{\partial S}{\partial p_i} = x_i p_i, $$

$$ 0 \approx \frac{\partial S}{\partial x_i} = \frac{x_i}{x_{i+1}}-\frac{x_{i-1}^2}{2x_i^2} + \frac{p_i^2}{2}, $$

donde utilizamos $\approx$ señal en lugar de $=$ firmar para enfatizar cuando ecuaciones clásicas de movimiento se han aplicado. La solución clásica es

$$p_i \approx 0, \qquad q_i \approx q_{i-1}^2,$$

donde hemos definido $q_i :=\frac{x_i}{2x_{i+1}}$. Por lo $q_i \approx q_{i-1}^2 \approx q_{i-2}^4 \approx \ldots \approx q_0^{2^i}$. Ahora telescópica de producto

$$\prod_{i=0}^n 2q_i =\prod_{i=0}^n\frac{x_i}{x_{i+1}}=\frac{x_0}{x_{n+1}}=\frac{x}{t},$$

es fijado por las condiciones de contorno $x$$t$. Así

$$q_0^{2^{n+1}-1}=q_0^{\sum_{i=0}^n 2^{i}}\approx\prod_{i=0}^n q_i =\frac{x}{2^{n+1}t},$$

y por lo tanto la única solución clásica es

$$q_i \approx \left( \frac{x}{2^{n+1}t} \right)^{\frac{2^i}{2^{n+1}-1}} \1 \qquad \mathrm{para} \qquad n \to \infty. $$

Por lo tanto clásicamente $x_i \approx 2^{-i}x$$n=\infty$. El clásico valor de la acción es

$$ S_{\mathrm{cl}} \approx \sum_{i=0}^{n} x_i q_i \x\sum_{i=0}^{\infty}2^{-i} =2x \qquad \mathrm{para} \qquad n \to \infty, $$

por lo que el clásico "instanton" contribución $e^{-\frac{S_{\mathrm{cl}}}{\hbar}}$ pasa a ser la mano derecha de eq. (3.14$\hbar$), hasta un $\sqrt{\hbar}$ factor. Este es nuestro principal observación.

Un tratamiento más completo ahora calcular el bucle de Van Vleck determinante $\det(\partial^2S)$ en el punto de silla/steepest descent asintótica de expansión. Aquí sólo podemos hacer un par de comentarios adicionales. Hesse $\partial^2 S$ de la acción es

$$ \frac{\partial^2}{\partial x_i\partial x_j} = \delta_{i,j}\left(\frac{1}{x_{i+1}}+\frac{x_i^2}{x_{i+1}^3}\right)-\delta_{i+1,j}\frac{x_i}{x_j^2}-\delta_{i-1,j}\frac{x_j}{x_i^2}, $$

$$ \frac{\partial^2}{\partial p_i\partial x_j} = \frac{\partial^2}{\partial x_i\partial p_j} = \delta_{i,j}p_i\aprox 0, \qquad \frac{\partial^2}{\partial p_i\partial p_j} = \delta_{i,j}x_i. $$

Ya tenemos $n+1$ momenta $p_i$, pero sólo $n$ puestos $x_i$, sería ingenuo esperar que la Van Vleck determinante $\det(\partial^2S) \sim x$ a de ser proporcional a $x$ en la cáscara. Esto significaría un $1/\sqrt{x}$ factor en la expansión. Sería interesante ver en detalle el cálculo de la Van Vleck determinante $\det(\partial^2S)$.

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