Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Боголюбов, Н. Н. Метод исследования модельных гамильтонианов

.pdf
Скачиваний:
26
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
6.02 Mб
Скачать

Откуда

\ D \ K

_j_

J+

(ш) (©— E(f))2(l + e®/0)dco®

 

e

 

aa

 

 

 

 

 

 

-f-oo

 

 

 

 

 

J+ (со) (1 + 6®1'9) da>.

(2-Л)

 

 

 

 

BB

 

Но в силу условия

леммы | В | ^ & 2> поэтому

 

 

 

 

(ВВ +

ВВ)Н^ 2 Ь \

 

 

 

 

+оо

 

 

 

< 5 В + В Б ) я =

Г /+ ( о а ) ( 1 + е “ / в ) Ж » < 2 Й .

(3 - Л )

 

 

 

•>

вв

 

Сдругой стороны,

+оо

Г } + ( a ) ( a - E ( f ) n \ + e ^ ) d < B =

** aa

—оо

 

= (RfRf +

E{R{)h- (4-Л)

Здесь по условию леммы

 

 

( R f R f + R f R f ) H ^ 2ёи.

 

Таким образом, подставляя

(3-Л), (4-Л)

в неравенство

(2-Л), получим окончательно

 

 

| D 1< j ^ / ^

= -§-62 1/ 1 7 ,

что и доказывает нашу лемму.

Рассмотрим теперь пример вычисления одновремен­

ной корреляционной средней

 

{afaf)H.

(5'. 17)

Заметим, что при рассмотрении

средних, построенных

на основе гамильтониана (5.1) и составленных из про­ изведения ферми-операторов, отличными от нуля будут те средние, которые содержат одинаковое число опе­ раторов рождения и уничтожения. Запишем выражения

170

операторов

af,

+

 

af,

+

 

 

 

 

 

af через

af:

 

 

 

 

 

Of=

 

 

 

+

l

 

+

+

 

 

£

 

(5.18)

uja} vfa-f ~c~~b fjf,

af = ufaf — vf -£r ct_f + f)+,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"t*

 

 

 

 

^ =

y S V

- i flf’

"Hf =

( J —

^ f ) ar

(5-19)

 

 

 

 

 

(f>

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя

(5.18),

(5.19)

в

(5.17),

найдем

 

 

+

 

 

.

+

 

+ +

 

£

+

 

 

 

(aja^H=

(u'2fajaf ufvfafa_f

ufafr)f —

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

+

+

 

 

-

u fv f ± a _ faf + v f ± a _ fa _ f - ~

- v

f ±

a _ fx\f +

 

 

 

 

 

 

 

+ щ{щщ — »fa-r§- +

^f))ff.

(5-2°)

Для

оценок

членов

в

правой

части

(5.20)

учтем

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

оценку

(5.16).

Обозначая

----1 }==У>

с помощью

(5.16) получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(г/% < еб» ->0

при

 

У->оо.

 

(5.21)

Отметим,

что члены в (5.20), содержащие операторы fjf,

fj

могут

быть

оценены с

помощью

неравенства Бо­

голюбова *) и далее с помощью

оценки (5.21). В чле­

нах, где оператор гц зажат с

двух

сторон операто­

рами L, af ^см., например, случай (a_faf

стр.

173j,

можнопереставить

его,

 

пользуясьасимптотической

коммутируемостью, и затем оценить по указанной схеме. Во всех случаях для этих членов строится оценка, ко­ торая мажорируется величиной е(,-»0 при П->оо.

Укажем, что оценки следующих средних удобно найти с помощью леммы 5.1:

*) В работе

[42]

имеется доказательство неравенства

+

+

1/2

| ( ^ • ге>)я | < { ( r j - г|>д • <ю • ш)я } .

171

/+ + / V

Оценим, например, среднюю (ccfa_f-^r> . При этом

+

следует заметить, что операторы af, af при (f Ф /')

«приближенно удовлетворяют» коммутационным соот­ ношениям статистики Ферми, т. е.

| cyaf+afcy |

cons^

 

jIaf/af+afcy |I^

constу

+ +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Воспользуемся

леммой

5.1 и положим

+ ^

В — a_f — ;

тогда имеем оценку:

 

 

 

 

+ + L

 

 

 

 

 

+ - f -

afa-f ~Q я

(» -/“i b „

e~c m

 

где Кг— const,

откуда

 

 

 

 

/ + +

1 \

 

 

Кг_

 

(afa~f

С ) я

 

 

V •

 

Аналогично получаем

 

 

 

 

 

 

+

2

« 1 / — I

К2

 

 

 

 

 

 

 

 

у

Ь2V % +

- у

 

Применяя эти оценки, видим, что первый и пятый члены дадут здесь основной вклад, т. е.

+

Второй член преобразуется перестановкой операторов L

+

с a_f, и далее с помощью неравенства (5.21). При­ ближенно говоря, его можно представить в виде «глав­ ного члена»

+

 

члены»

при

П->оо}.

v2 (a^fa_f)H+ («малые

Учитывая далее тождество

 

 

 

 

+

+

 

LL

 

 

afaf + afaf — 1=

V2

С2

 

 

где G — ограниченный оператор, | G

const при V -> оо

и лемму 5.1

(B = af), найдем оценку

для средней

172

+

В результате этих замечаний

придем

к нера­

(сра?) я .

венству

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

’ t(2)

 

 

 

 

 

 

: Ъу >

 

 

I

1+ е "

 

 

 

где Щ]-

О при V - > oq,

откуда

 

 

 

+

 

 

1

 

 

 

v i l H ( a f °

f

,

j_ J f l 9 + y f th ( 20 )

 

 

 

 

1

+e

 

 

Заметим

еще, что средние, содержащие

только

комби­

нации ферми-операторов вида

 

 

 

 

 

 

+ +

 

(5-22)

 

 

a-faf • • • %а -л

 

и построенные на основе гамильтониана Н{ 1), будут равны нулю в связи с правилами отбора, например, = 0. Поэтому при определении «квазисредних» от таких произведений ферми-операторов по гамиль­

тониану Н следует дополнить их операторами вида

L/C, L/C.

(5.23)

Физический смысл добавления к парным произведе­ ниям (5.22) операторов (5.23) состоит в том, чтобы по­ лучаемая в результате операторная комбинация была бы

градиентно

инвариантна.

 

 

 

 

квазисредней:

 

Поясним это

на

примере вычисления

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

(5.24)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя

(5.18)

в (5.24), имеем

 

 

 

 

 

 

 

+

 

+ ix

<

a_fa?

> я =

<

 

■faf

L

 

 

 

с

■ucvtaV^V _faf -jy +

 

 

+

 

 

 

+

 

 

*4*

 

 

L

+

W

f 'f

 

L

~

Vffff i

L L

 

+ ufa-f^f f

 

af T

a- f t +

 

+

+

 

 

+

 

 

+

+

+

+

Dfa f ~ c %

~C+

^ - f Ufa f ~c

~

^ - f Vfa - f ~ c

~C ^> я '

Применяя

оценки

предыдущего

примера, видим, что

173

второй и четвертый члены дадут здесь основной вклад, т. е.

в результате находим

 

1 - / / Щ

 

7 T 7 S V <&'■

где выражение

при F -*0, откуда квазисредняя

по гамильтониану

Н определится как

<a - f C t f > =

Применяя этот способ, можно вычислять не только бинарные средние, но и более сложные конструкции средних. Таким образом, видим, что можно вычислять квазисредние для гамильтониана Н, не прибегая к до­ полнению гамильтониана Н членами с источниками. Однако при этом мажорационная техника несколько усложнилась, что выразилось в том, что в данном слу­

чае не оператор L «приближенно» при V -> оо будет

+

с-числом, а лишь только оператор LL оказывается при­ ближенно с-числом. Предложенное рассмотрение мо­ жет быть обобщено и на более сложные случаи мо­ дельных систем.

ЛИТЕРАТУРА

1.

Т

.D.

L ee and С.

N.

Y a n g, Phys. Rev. 87,

410

(1952).

2.

C.

N.

Y a n g

and

С.

P. Ya n g , Phys. Rev.

151,

258

(1966).

3.

E.

H.

Li e b

and

W.

L i n i g e r , Phys. Rev. 130,

1605 (1963);

4.

J. B. M c G u i r e , J. Math. Phys. 5, 622

(1964).

 

 

 

 

 

E. H. Li eb,

Phys. Rev. 130,

1616

(1963).

 

 

 

 

 

 

5.

C. N. Ya ng ,

Phys. Rev. 168,

1920

(1968).

 

B. S u t h e r l a n d ,

6.

C. N. Y a n g,

Phys. Rev. Lett. 19,

1312

(1967);

 

Phys. Rev. Lett. 20, 98 (1968).

(C. N. Y a n g ,

Stony Brook,

New

 

York 11790. Some Exactly Soluble Problems in Statistical Mecha­

 

nics. Feb. Lectures

given at

the

Karpacz School,

Poland

(1970).)

7. H. H. Б о г о л ю б о в , Д. H. З у б а р е в , Ю. А. Ц е р к о в н и ­

 

ков, ДАН СССР 117, 788 (1957).

 

 

 

 

 

 

 

 

8. H. Н. Б о г о л ю б о в , В. В. Т о л м а ч е в , Д. В. Ш и р к о в, Но­

 

вый метод в теории сверхпроводимости, Изд. АН СССР, Москва,

9.

1958, стр. 105—110.

 

Д. Н. З у б а р е в ,

10.

А. Ц е р к о в н и ­

Н. Н. Б о г о л ю б о в,

10.

ков, ЖЭТФ 39, 120 (1960).

 

 

ОИЯИ,

Р-511,

Дубна

(1960).

Н. Н. Б о г о л ю б о в ,

Препринт

11.

N. N. B o g o l u b o v ,

On some

problems

of the

theory of super­

12.

conductivity, Physica 26, 51 (1960).

 

 

 

 

 

 

 

E. E. Та р е е в а, ФММ 16, 161 (1963).

 

 

 

 

 

 

 

13.

E. E. Т а р е е в а , ДАН СССР 159, 2 (1964).

 

 

 

 

 

14. H. Н. Б о г о л ю б о в (мл.), УМЖ

17, № 3 (1965).

 

 

 

 

15.

Н. Н. Б о г о л ю б о в

(мл.),

Вестник

МГУ, Ns 1, (1966).

(1961),

16.

Л. Г1. Г о р ь к о в ,

В. М. Г а л и ц к и й , ЖЭТФ

40, 1124

17. Л. П. П ит ае век ий, ЖЭТФ 37,

1794 (1958).

 

 

 

 

 

18.

И. А. П р и в о р о ц к и й , ЖЭТФ 44, 1401 (1963).

 

 

 

 

19.

Р. W. A n d e r s o n ,

Р.

Mo r e l ,

Phys.

Rev. 123,

1911

(1961).

20.

Р. W. A n d e r s o n ,

P. Mo r e l ,

Phys. Rev. Lett. 5, 136 (1960).

21.

К. А. В r u e c n e r,

J. L. Q a m m e l , Phys. Rev. 109,

1040 (1958).

22.

P. W. A n d e r s o n ,

Bull. Am. Phys. Soc. Ser.

11,

7,

465 (1962).

23.

R. В a 1i a n,

H. L. N o s a n o v ,

N. R. W e r t h a m e r,

Phys. Rev.

24.

Lett. 8, 372 (1962).

 

 

S o d a , P. W.

A n d e r s o n ,

P.

Mo ­

K. A. B r u e c k n e r , A. M.

25.

rel, Phys. Rev. 118, 1442 (1960).

A. M.

S e s s 1 e r,

Phys. Rev.

114,

L. N. C o o p e r , R.

L.

Mi l l s ,

26.

1377

(1959)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А. К 1e i n, Nuovo Cim. 23, 919 (1962).

Phys. Rev. 131,

563

(1963).

27.

D. M a r k o w i t z , L. P. К a d a n о f f,

28.D. J. T h о u 1e s s, Ann. Phys. 10, 553 (1960).

29.C. N. Y a n g, Rev. Mod. Phys. 34, 694 (1962).

30.

N.

N. B o g o l u b o v

(Jr.),

Physica 32, 933—944 (1966).

(1968).

31.

H.

H.Б о г о л ю б о в

(мл.),

Препринт ИТФ, 68-65,

Киев

32.

Н.

Н. Б о г о л ю б о в

(мл.),

ДАН СССР 168, 4 (1966).

 

33.

Н.

Н.Б о г о л ю б о в

(мл.),

Препринт ИТФ, 68-85,

Киев (1968).

34.

Н.

Н.Б о г о л ю б о в

(мл.),

Препринт ИТФ, 68-86,

Киев

(1968).

35.

Н.

Н.Б о г о л ю б о в

(мл.),

Препринт ИТФ, 68-67,

Киев

(1968).

175

36.

II. II. Б о г о л ю б о в

 

(мл.),

Препринт

ОИЯП,

Р4-4184,

Дубна

37.

(1968).

 

 

(мл.),

Препринт

ОИЯИ,

Р2-4175,

Дубна,

Н. Н. Б о г о л ю б о в

 

(1968); Препринт ИТФ, 68-81, Киев (1968); Ядерная физика 10,’

38.

вып. 2, 425 (1969).

 

(мл.), ТМФ 5, № 1, октябрь 1970; Пре­

Н. Н. Б о г о л ю б о в

 

39.

принт ИТФ, 70-58, Киев (1970).

 

Kiev (1970).

N. N. B o g o l u b o v

(Jr.), Preprint ИТФ, 70-52,

40.

Н. Н. Б о г о л ю б о в

 

(мл.), Препринт ИТФ, 70-59, Киев (1970)

41.

ИТФ, 70-53 (1970); ТМФ 4, 418 (1970).

ИТФ, 67-1, Киев

(1967).

IT. Н. Б о г о л ю б о в

 

(мл.),

Препринт

42.

Н. Н. Б о г о л ю б о в ,

Квазисредние в

задачах статистической

43.

механики, Препринт ОИЯИ, Р-1451, Дубна (1963).

 

W. H e i s e n b e r g ,

Introduction to the Unified Field Theory of

44.

Elementary Particles, Interscience, N. Y., 1966.

Physics,

Univer­

W. T h i r r i n g,

Preprint Institute of Theoretical

 

sity of Vienna (1968).

 

 

 

 

 

 

45.

W. T h i r r i n g

and

A. We h r l , Com. Math. Phys. 4, 303

(1968).

46.R. Kubo, J. Phys., Japan 12, 570 (1957).

47.Л. Д. Л а н д а у, ЖЭТФ 34, 262 (1958).

48.

P. C.

M a r t i n , J. S c h w i n g e r ,

Bull. Phys. Soc.,

Ser. 11,

3,

49.

222 (1958); Phys. Rev. 115, 1342 (1959).

 

126,

53

H. H. Б о г о л ю б о в

и С. В. Т я б л и к о в, ДАН СССР

50.

(1959)

 

 

 

 

31, 522 (1956); 30, 342

(1956).

В. Л. Б о н ч - Б р у е в и ч , ЖЭТФ

51.

Д. И. З у б а р е в , УФН 71, 71

(1960).

 

Вестник

52.

Н. Н.

Б о г о л ю б о в

(мл.)

и Б.

И. С а д о в н и к о в ,

53.

МГУ 1

(1963).

 

(мл.) и

Б. И. С а д о в н и к о в ,

ЖЭТФ

43,

H. H. Б о г о л ю б о в

 

вып. 8 (1962).

 

 

 

 

 

 

 

54.

G r e g o r W e n t z e l

Helvetica physica Acta, vol.

33,

Fass

8,

 

pp. 859—871 (1960).

 

 

 

 

 

 

55.

W. T h i r r i n g , Preprint Institute

of Theoretical Physics, Viena,

56.

University, Austria

(1968).

ИТФ, 70-36, Киев (1970),

ТМФ

4,

Д. Я. П e т p и н а,

Препринт;

 

№ 3 (1970); Препринт, ИТФ,

71-60 Е, (1971), Киев.

 

 

 

57.

N. N. B o g o l u b o v (Ir.), Physica

41, 601 (1969).

 

 

 

58.Н. D. М a i s о n, Preprint Geneva, Ref. Th. 1299 — CERN.

59.N. N. B o g o l u b o v (Ir.), J. Math. Phys, Vol. 14, No. 1, January 1973; Проблемы теории плазмы, Киев 1972. (Труды конферен­ ции по теории плазмы). Вопросы определения квазисредних для некоторых модельных систем.

60.

D. К a s 11 е г, D. W. R o b i n s o n , Comm. Math. Phys. 3, 151

(1966).

61.

R. H a a g , N. M. H u g e n h o l t z

and M.

W i n n i n k,

Comm.

62.

Math. Phys. 5, 215

(1967).

71-57E,

71-56P. Киев.

 

А. С. Ш ум о в е к

и й, ITP Preprints

 

63.И. Г. Б р а и к о в, ОИЯИ Р4-6998, Дубна, 1973.

64.И. Г. Б р а н к о в, А. С. Ш у м о в с к и й, ОИЯИ Р4-7205; Р4-6893, Дубна, 1973.

65.

J. G. B r a n k o v , A. S.

S h u m o v s k y , V.

A.

Z a g r e b n o v ,

66.

JINR Е4-7150, Dubna, 1973.

 

 

 

 

A. S. de V r i e s . The calculation of

translationally

invariant equi­

 

librium states, dissertation

(1973).

University

of

GRONINGEN

 

(Netherlands)^

 

 

 

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ