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Vector Delta función identidad

Estoy tratando de probar la la extensión del vector de la identidad\begin{equation} 1 = \int \left|\sum_i\frac{ \partial g }{ \partial a }\big| _{a =a _i} \right| \delta ( g ( a ) ) da \end{equation} donde está la suma sobre todos los ceros de $g$. La extensión del vector es:\begin{equation} 1 = \left( \prod _{i = 1 } ^n \int d a _i \right) \delta ^{ ( n ) } \left( {\mathbf{g}} ( {\mathbf{a}} ) \right) \det \left( \frac{ \partial g _i }{ \partial a _j } \right) \end{equation} donde ${\mathbf{g}}$ y $ {\mathbf{a}} $ $n$ dimensiones vectores son. Esta identidad se utiliza en teoría cuántica de campos por Peskin y Schroeder (pág. 295).

Soy un estudiante graduado de física y no sé mucho matemáticas formales. Cualquier ayuda sobre cómo comprobar esto sería mucho apreció.

5voto

Bob Terrell Puntos 1228

Aquí es una respuesta parcial, en el caso de una sola raíz $\mathbf{a}_1$.

Para cada número de $h>0$ puede definir una función $d(\mathbf{x})$ a cero fuera de la esfera de $|\mathbf{x}|=h$, y 1/volumen en el interior. Al $h$ es pequeña, $d$ está cerca de a $\delta$ distribuciones. También, usted puede utilizar un elipsoide lugar de una esfera.

$\mathbf{g}(\mathbf{a})$ es en un disco si $\mathbf{a}$ está lo suficientemente cerca a un cero de $\mathbf{g}$. Específicamente, $$ \mathbf{g}(\mathbf{a}) = D\mathbf{g}(\mathbf{a}_1)(\mathbf{a}-\mathbf{a}_1) $$ casi, al $\mathbf{a}$ es cerca de $\mathbf{a}_1$, donde $D\mathbf{g}(\mathbf{a}_1)$ significa que la Matriz jacobiana $\left(\frac{\partial g _i}{\partial a _j}\right)$ evaluados en la raíz.

La matriz de mapas de cualquier pequeña esfera centrada en $\mathbf{a}_1$ a algunos elipsoide centrado en $\mathbf{0}$, y el elipsoide de volumen es $|\det(D\mathbf{g}(\mathbf{a}_1))|$ veces el volumen de la esfera. Así, $$ \delta^{(n)} \left( \mathbf{g}(\mathbf{a}) \right) $$ es bien aproximada por $$ \frac{1}{|\det(D\mathbf{g}(a_1))|({\rm esfera vol.})} $$ al $\mathbf{a}$ es en cualquier pequeña esfera centrada en $\mathbf{a}_1$ y cero fuera de la esfera. Entonces $$ \delta^{(n)} \left( \mathbf{g}(\mathbf{a}) \right) |\det(D\mathbf{g}(\mathbf{a}_1))| $$ es casi de 1/esfera de volumen al $\mathbf{a}$ está en el interior, y 0 si es fuera. Es decir, es casi $\delta(\mathbf{x}-\mathbf{a}_1)$.

No veo cómo manejar más de una raíz y no veo por qué no sus autores no tienen valores absolutos sobre la derivada.

3voto

Robert Lew Puntos 1

La prueba a continuación sólo utiliza la regla de la cadena (para cambiar de integración de las variables). Es lo que yo, como estudiante de física, iba a escribir.

Pero primero, creo que tienes un error en su publicación original. Yo creo que la 1D de la identidad debe ser: \begin{align} \int \Big( \sum_{\substack{\textrm{roots %#%#%}\\ \textrm{ of %#%#%}}} \frac{1}{g'(a)} \Big)^{-1} \delta(g(a)) da = 1. \end{align}

Yo sé que usted me preguntó sobre el multidimensionales caso. Sin embargo, vamos a revisar el caso unidimensional en primer lugar. Son extremadamente similares.

Caso unidimensional

\begin{align} \int_{\substack{\textrm{small %#%#%-region} \\ \textrm{ containing root %#%#%}}} \delta (g(a)) da = &\int_{\substack{\textrm{small %#%#%-region} \\ \textrm{ corresponding to} \\ \textrm{ root %#%#%}}} \delta(g) \frac{1}{g'(a)} dg \end{align} Sabíamos $a_i$ como una función de $g$ (es decir, $a$), pero también podemos pensar de $a_i$ como una función de la $g$. Esto funciona porque en la pequeña región cerca de la raíz, $a_i$ es invertible. Por lo que podemos pensar de $g$ como una función de la $a$. La función delta extrae el valor de esta función cerca de $g(a)$. Pero en la pequeña región que nos interesan, $a$$g$. Por lo tanto: \begin{align} \int_{\substack{\textrm{small %#%#%-region} \\ \textrm{ containing root %#%#%}}} \delta (g(a)) da = \frac{1}{g'(a_i)} \end{align} La integración en todo el espacio en lugar de una pequeña región le ofrece: \begin{align} \int \delta(g(a)) da = \sum_{\textrm{roots %#%#% of %#%#%}} \frac{1}{g'(a_i)} \end{align} que es un caso especial de una identidad que puede encontrar en el artículo de la Wikipedia en funciones delta de

Podemos reescribir esta a obtener: \begin{align} \int \Big( \sum_{\substack{\textrm{roots %#%#%}\\ \textrm{ of %#%#%}}} \frac{1}{g'(a)} \Big)^{-1} \delta(g(a)) da = 1. \end{align} Que es (a excepción de la inversión) de la 1D de la identidad que tenía. Usted puede traer el factor de $g(a)$a_i$\frac{1}{g'(a)}$g$g$ dentro de la suma porque es una constante.

Multidimensional caso La única diferencia en el multidimensional caso es que, al cambiar las variables que usted necesita para utilizar el determinante Jacobiano (que Peskin y Schroeder, llame a $g=0$). Así, en lugar de $g=0$, tenemos \begin{align} \prod_k d a_k = \frac{1}{\det{ \frac{\partial g_i }{\partial a_j} } } \prod d g_k \end{align} Tenga en cuenta que $a=a_i$ realmente significa `la matriz cuyas $a$ entrada $a_i$".

De ahí el final de la identidad de antes se convierte en: \begin{align} \left( \prod_k \int d a_k \right) \Big( \sum_{\substack{\textrm{roots %#%#%}\\ \textrm{ of %#%#%}}} \frac{1}{\det{ \frac{\partial g_i }{\partial a_j} } } \Big)^{-1} \delta^{(n)}(\vec{g}(\vec{a})) = 1. \end{align} donde $a_i$ son las raíces de $g$ y cada determinante es que se evalúa en la raíz de $a_i$.

Si sólo hay una raíz , entonces la suma tiene un solo término, y por lo que la inversión de los términos es deshecho por la inversión de la suma: \begin{align} \left( \prod_k \int d a_k \right) \det{ \frac{\partial g_i }{\partial a_j} } \delta^{(n)}(\vec{g}(\vec{a})) = 1. \end{align} [Que es la identidad en p295 de Peskin y Schroeder.] El hecho de que estas dos inversiones cancelar es agradable, pero creo que es lo que llevó a que el error en tu post original.

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