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自伴延拓格式及其在量子哈密顿量中的现代应用。塞尔吉奥·阿尔贝维里奥(Sergio Albeverio)的前言。 (英语) Zbl 1533.47001号

施普林格数学专著查姆:施普林格(ISBN 978-3-031-10884-6/hbk;978-3-0.31-10887-7/pbk;988-3-031-10885-3/电子书)。xxv,538页。(2023).
在本书中,讨论了对称算子的扩张理论。这本书的介绍既现代又清晰,尤其是作为Krein-Vishik-Birman扩展理论的标准参考。在本书的第一部分中,介绍了对称算子的算子和扩展理论的抽象框架,而在第二部分中,即本书的大部分内容中,详细介绍了各种应用。
第一部分由两章组成。第一章回顾了算子的基本概念以及对称算子和自共轭算子的谱理论。假定材料已知,并且不包含任何证据,但是,它允许在书中进行独立的介绍。
第二章是对称算子的抽象扩张理论。从Friedrich扩张和von Neumann扩张理论出发,作者继续研究对称半有界算子的Krein扩张理论和Vishik-Birman扩张方案。本文讨论了边界算子的不同参数化以及参数与谱性质的关系。结果得到了仔细的证明,使本书的这一部分成为对称算子扩张理论的宝贵来源。
作为第一个应用,第三章讨论了具有中心扰动的类氢哈密顿量。为此,在(C_0^ infty(mathbb{R}^3\setminus)上定义的算子\(-\Delta+\frac{nu}{|x|}\),\(\nu\in\mathbb}R}\)被分解为球面和径向部分,注意到只有与角算子的特征值之一相关的径向算子\(h_0^{(\nu)}\本质上不是自共轭的。作者使用Krein-Vishik-Birman延拓格式来描述\(h_0^{(nu)}\)的所有自共轭延拓,而不是像经典著作中那样使用von Neumann延拓理论。此外,还描述了(-δ+frac{nu}{|x|})的所有自共轭实现的谱和解。
第四章分析了具有库仑势的三维Dirac算子(-i\alpha\cdot\nabla+\beta+\frac{\nu}{|x|})。为此,再次更改球坐标并分析径向算子。主要关注点在于与\(|\nu|\in(\frac{\sqrt{3}}{2},1)\)的耦合参数,因为在这种情况下,在一个自共轭扩展的单参数族中存在一个可分辨的自共轭扩展,而对于\)\)本质上是自共轭的,对于\(|\nu|>1),不存在可分辨的自共轭扩展。在这个临界区域中,Krein-Vishik-Birman扩张理论被用来描述定义在(C_0^infty,mathbb{R}3\setminus\{0})上的(-i\alpha\cdot\nabla+\beta+\frac{x|})的所有自共轭扩张\)并且将它们的离散特征值作为超越方程的解来获得。在此范围内,恢复了索末菲精细结构公式。
第五章详细分析了Grushin型圆柱上的Laplacians(H_α)。带有参数\(\alpha\in\mathbb{R}\)的Grushin圆柱是黎曼流形\((M_\alpha,g_\alfa)\),其中\(M_\ alpha=(\mathbb{R} _x(x)^+\times\mathbb{S}^1_y)\cup(\mathbb{R} _x(x)^-times\mathbb{S}^1_y)和(g_\alpha=dx\otimesdx+\frac{1}{|x|^{2\alpha}}dy\otimes dy\)是一个奇异度量。为了找到(M_α)上拉普拉斯算子的自共轭实现,将算子酉变换为(mathbb)上的算子{R} _x(x)^+\times\mathbb{S}^1_y)\cup(\mathbb{R} _x(x)^-然后,用标准度量和得到的运算符的最小实现将\times\mathbb{S}^1_y)分解为定义在(C_0^ infty(\mathbb(k)=-\frac{d^2}{dx^2}+k^2x^{2\alpha}+\frac}\alpha(2+\alpha)}{4x^2{)上的一维运算符的直接和。分析的主要重点在于这种情况(α在[-1,1)中),就像在这种情况下一样,对于每个(k在mathbb{Z}中),算子(A_α(k))具有一个四参数族的自共轭扩张(得出Grushin圆柱体上的拉普拉斯算子具有亏格指数((infty,infty)\)). 利用Krein-Vishik-Birman扩张理论构造了(A_\alpha(k))的自共轭扩张,然后重点讨论了(H_\alfa)的自伴扩张,它们是Krein-Vishik-Birman-扩张方案中每个(k)具有相同参数的A_\alpha(k)扩张的直和。这些自共轭实现通过中的局部边界条件进行了描述,并详细研究了光谱和散射特性。类似的结果也适用于Grushin型飞机。
在第6章中,具有零程相互作用的玻色三聚体,对应于形式表达式\[-\δ{x_1}-\δ{x_2}-\△{x_3}+\mu{12}\δ(x_1-x_2)+\mu_{13}\δ,\]其中,(mu{12},mu{13},mu{23}in,mathbb{R})和(x_1,x_2,x_3 in,mathbb{R})是定义在玻色对称的(L^2)-空间中的三个粒子的坐标。为此,首先在质心坐标的帮助下,将三体哈密顿量简化为\(L^2(\mathbb{R}^6)\)中的算子,并在Krein-Vishik-Birman扩展理论的帮助下,将最小哈密顿量的所有自伴扩展,它是定义在光滑函数上的自由哈密顿量,具有玻色对称性,并在相互作用的支持下消失。然后,更明确地描述了满足Ter-Martirosyan-Skornyakov条件(这是逆散射长度的局部条件,主要考虑无限散射长度)的物理相关扩展。为此,确定了Krein-Vishik-Birman扩展参数(mathcal{A})的自然候选者,但仅显示为对称且非自共轭。因此,提供了对球坐标的分解,并在角动量的每个扇区构造了参数的自共轭扩展。虽然在大多数情况下,使用Krein-Vishik-Birman扩展方案可以非常有效地实现这一点,但在一个扇区中,算子从下到下是无界的,因此必须使用Neumann扩展理论来构造自共轭实现。这最终导致波色三聚体在Ter-Martirosyan-Skornyakov条件下的自共轭实现。事实证明,这个操作符是无界的,这与托马斯效应有关。最后,给出了模型的不同正则化方法,以从下面摆脱这种无界性。
这本书有两个附录作为补充。在第一篇文章中,作者提出了几个理由,说明为什么自交对于获得有意义的物理系统至关重要,而在第二篇文章中收集了教学实例的参考文献。

MSC公司:

47-01 与算子理论相关的介绍性说明(教科书、教程论文等)
81-01 量子理论的介绍性说明(教科书、教程论文等)
47B25型 线性对称和自伴算子(无界)
47B93型 数学物理中的算子
2010年第81季度 量子理论中的Selfadjoint算符理论,包括光谱分析
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全文: 内政部