×

凸1-体(N\)可表示性的一个有效解。 (英语) Zbl 1530.81148号

摘要:从几何学的角度来看,泡利不相容原理定义了超单形。这个凸多面体描述了1-费米子和(N)-费米子密度矩阵的相容性;因此,它与纯(N)可表示的1-费米子密度矩阵的凸壳相一致。因此,通过1-费米子密度矩阵描述基态物理可能不需要复杂的纯态广义泡利约束。本文研究了1-体可表示性问题对固定谱系综态(黑体符号{w})的推广,以描述有限温度态和不同的激发态混合物。通过运用凸分析和组合学的思想,我们给出了相应的凸松弛的综合解,从而避免了广义Pauli约束的复杂性。特别是,我们调整并进一步开发了一些工具,如对称多面体、扫掠多面体和Gale order。对于费米子和玻色子,我们发现了广义不相容原理,它适用于任意数量的粒子和单粒子希尔伯特空间的维数。这些排除原理表示为满足由\(\boldsymbol{w}\)的非零项确定的层次结构的线性不等式。由这些不等式产生的两个多面体族是所谓的新类别的一部分排列多边形.

MSC公司:

81V45型 原子物理学
81卢比 物理驱动的有限维群和代数及其表示
81伏73 量子理论中的玻色系统
81版本74 量子理论中的费米子系统
47升07 算子的凸集和锥
52年27日 凸集逼近
90C25型 凸面编程
52号B12 特殊多边形(线性规划、中心对称等)
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Altunblak,M。;Klyachko,A.,重温泡利原则,Commun。数学。物理。,282, 2, 287-322 (2008) ·Zbl 1159.81031号
[2] 安德热亚克,A。;Welzl,E.,《在(k)-集、(j)-面和(i)-面之间:(i,j)-分区,离散计算》。地理。,29, 1, 105-131 (2003) ·Zbl 1024.52011年
[3] 阿迪拉,F。;卡斯蒂略,F。;欧洲药典,C。;Postnikov,A.,Coxeter子模函数和Coxeter置换面体的变形,高级数学。,365 (2020) ·Zbl 1435.05234号
[4] Arkani-Hamed,N。;Bourjaily,J。;Cachazo,F。;Goncharov,A。;Postnikov,A。;Trnka,J.,《散射振幅的格拉斯曼几何》(2016),剑桥:剑桥大学出版社,剑桥·Zbl 1365.81004号
[5] Arkani-Hamed,N。;Lam,T。;Spradlin,M.,正配置空间,Commun。数学。物理。,384, 2, 909-954 (2021) ·兹比尔1471.14101
[6] Atiyah,MF,凸性和交换哈密顿量,布尔。伦敦数学。Soc.,14,1,1-15(1982年)·Zbl 0482.58013号
[7] 阿维斯,D。;Fukuda,K.,排列和多面体的凸包和顶点枚举的旋转算法,离散计算。地理。,8, 3, 295-313 (1992) ·Zbl 0752.68082号
[8] RU,Ayres,多体问题的变分方法,Phys。修订版,1111453-1460(1958)·Zbl 0086.23601号
[9] Babai,L.,顶点传递多边形的对称群,Geom。迪迪卡塔,6,3,331-337(1977)·Zbl 0388.05025号
[10] 巴赫,V。;Rauch,R.,费米子体算符的正交化和可表示性,物理学。版本A,99(2019)
[11] 巴格纳拉,R。;希尔,PM;Zaffanella,E.,《帕尔玛多面体库:为硬件和软件系统的分析和验证实现一套完整的数值抽象》,Sci。计算。程序。,72, 1-2, 3-21 (2008)
[12] Berenstein,A。;Sjamar,R.,Coadjoint轨道,矩多面体,Hilbert-Mumford准则,美国数学杂志。《社会学杂志》,13,2,433-466(2000)·Zbl 0979.53092号
[13] 比莱拉,LJ;卡普兰诺夫,MM;Sturmfels,B.,《多面体上的细胞串》,Proc。美国数学。Soc.,122,2,549-555(1994)·Zbl 0812.52007年
[14] 比莱拉,LJ;Sarangarajan,A.,置换多面体的组合学,形式幂Ser。代数组合,24,1-23(1994)·Zbl 0839.52007号
[15] 比莱拉,LJ;Sturmfels,B.,《纤维多胞体》,《数学年鉴》。,135, 3, 527-549 (1992) ·Zbl 0762.52003号
[16] 博兰德,RE;Dennis,K.,一阶等于六的三体费米子波函数的单矩阵条件,J.Phys。B、 5,1,7-15(1972年)
[17] 波罗维克,AV;盖尔芬德,IM;White,N.,Coxeter Matroids,《数学进展》(2003),波士顿:Birkhäuser Boston Inc,波士顿·Zbl 1050.52005年
[18] Brion,M.,《关于瞬间多面体的一般面貌》,《国际数学》。Res.不。IMRN,1999,4,185-201(1999)·Zbl 0946.14025号
[19] 布伦斯,W。;Ichim,B。;Söger,C.,《Normaliz中金字塔分解的威力》,J.Symbol。计算。,74, 513-536 (2016) ·Zbl 1332.68298号
[20] 卡萨姆·切纳,P。;Patras,F.,《相同费米子粒子系统的霍普夫代数——基本概念和性质》,J.Math。物理。,44,11,4884-4906(2003年)·Zbl 1062.82002号
[21] 陈,J。;季,Z。;Ruskai,MB;曾,B。;周,D-L,评论Erdahl的一些结果和约化密度矩阵的凸结构,J.Math。物理。,53, 7 (2012) ·Zbl 1276.81007号
[22] Christandl,M。;Mitchison,G.,对称群的量子态谱和Kronecker系数,Commun。数学。物理。,261, 3, 789-797 (2006) ·Zbl 1109.81038号
[23] Cioslowski,J.(编辑):多电子密度和约化密度矩阵。内容:数学与计算化学。施普林格,纽约(2000年)
[24] 科尔曼,AJ,费米子密度矩阵的结构,修订版。物理。,35, 668-689 (1963)
[25] 科尔曼,AJ,约化密度矩阵(N\)可表示性的必要条件,J.Math。物理。,13, 214-222 (1972)
[26] 科尔曼,AJ,《电子的凸结构》,国际量子力学杂志。化学。,11, 6, 907-916 (1977)
[27] Coleman,AJ,《当时和现在的简化密度矩阵》,国际量子杂志。化学。,85, 4-5, 196-203 (2001)
[28] Coleman,AJ,Kummer变种,\(N\)-可表示性的几何,以及相变,Phys。版本A(3),66,2,022503,8(2002)
[29] 科尔曼,A.J.,尤卡洛夫,V.I.:简化密度矩阵。化学课堂讲稿,库尔森挑战,第72卷,施普林格,柏林(2000)·Zbl 0998.81506号
[30] Coulson,CA,分子结构计算现状,修订版。物理。,32, 170-177 (1960)
[31] Cruickshank,J。;Kelly,S.,重排不等式和交替面体,离散计算。地理。,35, 2, 241-254 (2006) ·Zbl 1096.52008年
[32] Daftuar,S。;Hayden,P.,《量子态变换与舒伯特演算》,《物理学年鉴》。,315, 1, 80-122 (2005) ·Zbl 1112.81017号
[33] Dirac,PA,关于托马斯原子中交换现象的注记,数学。程序。剑桥菲洛斯。《社会学杂志》,26,3,376-385(1930)
[34] Edelman,PH,线性泛函的有序点,《欧洲期刊》,21,1,145-152(2000)·Zbl 0987.5209号
[35] Edelman,PH;Gvozdeva,T。;Slinko,A.,从定性概率顺序获得的单纯形复数,SIAM J.离散数学。,27, 4, 1820-1843 (2013) ·Zbl 1290.05162号
[36] Edelsbrunner,H。;Valtr,P。;Welzl,E.,将稠密点集切成两半,离散计算。地理。,17, 3, 243-255 (1997) ·Zbl 0870.68153号
[37] Erdahl,R.,Smith,V.H.,(编辑):密度矩阵和密度泛函:A.John Coleman研讨会论文集。多德雷赫特·施普林格(1987)
[38] 弗里斯,E。;Ladisch,F.,轨道多面体的仿射对称性,高等数学。,288, 386-425 (2016) ·Zbl 1330.52017年
[39] Fukuda,K.:优化和多面体计算中的精确算法和软件。收录于:ISSAC 2008。ACM,纽约,第333-334页(2008年)·Zbl 1489.68410号
[40] Fulton,W.,Young Tableaux(1997),剑桥:剑桥大学出版社,剑桥·Zbl 0878.14034号
[41] 加布里埃洛夫,上午;盖尔芬德,IM;Losik,MK,特征类I,II的组合计算,Funkconal。分析。i Priloíen。,9, 2, 12-28 (1975) ·Zbl 0312.57016号
[42] Gale,D.,《有序集合中的最优赋值:拟阵理论的应用》,J.Combin.theory,4176-180(1968)·Zbl 0197.00803号
[43] 加罗德,C。;Percus,JK,(N)粒子变分问题的约化,J.Math。物理。,5, 1756-1776 (1964) ·兹伯利0129.44401
[44] Gawrilow,E。;Joswig,M.,Polymake:分析凸多面体的框架,polytopes Combin.Comput。DMV Sem.,29,43-73(1997)·Zbl 0960.68182号
[45] 盖尔芬德,IM;RM Goresky;RD麦克弗森;Serganova,VV,组合几何,凸多面体和舒伯特细胞,高级数学。,63, 3, 301-316 (1987) ·Zbl 0622.57014号
[46] Groetsch,C.W.:功能分析。收录于:Meyers,R.A(编辑)《物理科学与技术百科全书》,第3版,第337-353页。纽约学术出版社(2003)
[47] 总量,EKU;奥利维拉,LN;Kohn,W.,Rayleigh-Ritz分数占据态系综变分原理,物理学。修订版A(3),37,8,2805-2808(1988)
[48] Grünbaum,B.,凸多边形(2003),纽约:施普林格,纽约·Zbl 1024.52001年
[49] 吉列明,V。;Sternberg,S.,矩映射的凸性性质,发明。数学。,67, 3, 491-513 (1982) ·兹比尔0503.58017
[50] Brian,C.,Hall,《数学家量子理论》(2013),纽约:Springer,纽约·Zbl 1273.81001号
[51] Hardy,G.H.,Littlewood,J.E.,Pólya,G.:不等式。剑桥数学图书馆。剑桥大学出版社,剑桥。(1952年版重印)(1988年)·Zbl 0634.26008号
[52] Heaton,A.,Samper,J.A.:双重拟阵多胞体和独立复合体的内部活动,第34页。预印arXiv:2005.04252(2020)
[53] 汉弗莱斯,JE,Reflection Groups and Coxeter Groups(1990),剑桥:剑桥大学出版社,剑桥·Zbl 0725.20028号
[54] Husimi,K.,密度矩阵的一些形式性质,Proc。物理学。数学。日本社会,22,4,264-314(1940)
[55] 科里洛夫,AA,轨道方法讲座(2004),普罗维登斯:美国数学学会,普罗维登斯·兹比尔1229.22003
[56] Kirwan,F.,矩映射的凸性。三、 发明。数学。,77, 3, 547-552 (1984) ·Zbl 0561.58016号
[57] Klivans,CJ,阈值图,移位复数和图形复数,离散数学。,307, 21, 2591-2597 (2007) ·邮编1127.05086
[58] CJ Klivans;Reiner,V.,移位集族,度序列,和完整性,电子。J.Combina.,15,1,研究论文14,35(2008)·Zbl 1180.05033号
[59] Klyachko,AA,稳定丛,表示理论和厄米算子,Selecta Math。(N.S.),第4、3、419-445页(1998年)·Zbl 0915.14010号
[60] Klyachko,AA,量子边际问题和n表示性,J.Phys。Conf.序列号。,36, 72-86 (2006)
[61] Klyachko,A.A.:泡利不相容原理及其以外,第4页。(预印本)(2009年)。arXiv:2009年4月9日
[62] 克努森,A.,霍恩问题的辛和代数几何,线性代数应用。,319, 1-3, 61-81 (2000) ·兹伯利0981.15010
[63] Kostant,B.,《关于凸性、Weyl群和Iwasawa分解》,《科学年鉴》。埃科尔规范。Sup.(4),6,1973,413-455(1974)·Zbl 0293.22019号
[64] 库恩,H.W.:线性不等式和泡利原理。摘自:《应用数学研讨会论文集》,第10卷,第141-147页。美国数学学会,普罗维登斯(1960)·Zbl 0096.01001号
[65] Kummer,H.,(n)-约化密度矩阵的可表示性问题,J.Math。物理。,8, 2063-2081 (1967)
[66] Landsman,K.,《量子理论基础,物理基础理论》(2017),查姆:斯普林格,查姆·Zbl 1380.81028号
[67] Lang,S.,代数(2002),纽约:Springer,纽约·Zbl 0984.0001号
[68] Levy,M.,电子密度的泛变分泛函,一阶密度矩阵,自然自旋阶和v表示性问题的解,Proc。国家。阿卡德。科学。美国,76,120662(1979)
[69] Lieb,EH,库仑系统的密度泛函,国际期刊Quant。化学。,24, 3, 243 (1983)
[70] J.利伯特。;卡斯蒂略,F。;拉贝,J-P;Schilling,C.,激发态的单粒子约化密度矩阵泛函理论基础,J.Chem。理论计算。,18, 124-140 (2022)
[71] 刘,Y-K;Christandl,M。;Verstraete,F.,可表示性问题的量子计算复杂性:Qma完全,物理学。修订稿。,98, 110503, 4 (2007)
[72] Löwdin,PO,多粒子系统的量子理论。I.通过密度矩阵、自然旋量和构型相互作用方法中的收敛问题进行物理解释,Phys。修订版(2),97,1474-1489(1955)·Zbl 0065.44907号
[73] Lukowski,T.、Parisi,M.、Williams,L.:正热带格拉斯曼体、超单纯形和(M=2)放大面体,第50页(预印本)(2020年)。arXiv:2002.06164号
[74] 马西亚泽克,T。;Tsanov,V.,纯双激发态的量子边缘,物理学杂志。A、 50、46、465304(2017)·兹比尔1408.81035
[75] Manecke,S。;Sanyal,R。;所以,J.,(S)-超单纯形,拉三角剖分,单调路径,Electron。《联合杂志》,27、3、14(2020)·Zbl 1444.51004号
[76] 马歇尔,AW;奥尔金,I。;阿诺德,不列颠哥伦比亚省,《不平等:多数化理论及其应用》(2011年),纽约:施普林格出版社,纽约·Zbl 1219.26003号
[77] Martínez-Sandoval,L.,Padrol,A.:超图的凸维数和超简单Van Kampen-Flores定理(2020)。预印arXiv:1909.01189
[78] Matteo,N.,组合两轨道凸多面体,离散计算。地理。,55, 3, 662-680 (2016) ·Zbl 1343.52011年
[79] Mazziotti,DA,Anti-hermitian收缩薛定谔方程:直接测定多电子分子的双电子约化密度矩阵,Phys。修订稿。,97 (2006)
[80] Mazziotti,D.A.(编辑):降低密度矩阵力学:应用于多电子原子和分子。摘自:《化学物理进展》,第134卷。威利(2007)
[81] Mazziotti,D.A.(编辑):费米子密度矩阵的结构:完全可表示条件。物理学。修订版Lett。108, 26300 (2012)
[82] Mazziotti,D.A(编辑):两个费米子约化密度矩阵的纯可表示条件。物理学。版本A 94,032516(2016)
[83] Mirsky,L.:双重随机矩阵理论的结果和问题。Z.Wahrscheinlichkeits理论与版本。Gebiete 1,319-334(1962/63)·Zbl 0109.36102号
[84] 国家研究委员会:理论/计算化学的数学挑战。国家学院出版社,华盛顿特区(1995)·兹比尔0839.2023
[85] 尼尔森,马萨诸塞州;Isaac,L.,《量子计算与量子信息》(2000),剑桥:剑桥大学出版社,剑桥·Zbl 1049.81015号
[86] Onn,S.,置换多面体的几何、复杂性和组合学,J.组合理论。A、 64、1、31-49(1993)·Zbl 0789.05095号
[87] Padrol,A.,Philippe,E.:扫描、多面体、定向拟阵和允许的排列图(预印本),第41页(2021年)。arXiv公司:2102.06134
[88] Parisi,M.、Sherman-Bennett,M.和Williams,L.:放大面体和超单纯形:符号、簇、三角剖分。欧拉数字(预印本),第74页(2021年)。arXiv:2104.08254
[89] Pauli,W.,《Zusammenhang des Abschlusses der Elektroningruppen im Atom mit der Komplexstruktur der Spektren》,Z.Phys。,31, 1, 765-783 (1925)
[90] Postnikov,A.,Permuthodrea,associahedra,and beyond,《国际数学》。Res.不。IMRN,61026-1106(2009)·Zbl 1162.52007年
[91] Rado,R.,《一个不等式》,J.London Math。《社会学杂志》,27,1-6(1952)·Zbl 0047.29701号
[92] Reiner,V.:广义Baues问题,代数组合学的新观点(加州伯克利,1996-97),in:研究所出版的数学科学,第38卷,第293-336页。剑桥大学出版社,剑桥(1999)·Zbl 0956.52011号
[93] Ressayre,N.,几何不变理论和广义特征值问题,发明。数学。,180, 2, 389-441 (2010) ·Zbl 1197.14051号
[94] Rockafellar,RT,普林斯顿数学地标(1997),普林斯顿:普林斯顿大学出版社,普林斯顿·Zbl 0932.90001号
[95] Ruskai,MB,《Weyl问题的连接(N)-代表性:(N=3)和(R=6)的单粒子密度矩阵》,J.Phys。A、 40、45、F961-F967(2007)·Zbl 1155.81011号
[96] Sanyal,R.,Saunderson,J.:光谱多面体,第13页(预印本)(2020年)。arXiv:2001年4月361日
[97] Sanyal,R。;Sottile,F.(索蒂莱,F.)。;Sturmfels,B.,《轨道飞行器》,Mathematika,57,2,275-314(2011)·Zbl 1315.52001号
[98] Schilling,C.,《量子边缘问题》,165-176(2015),新泽西州哈肯萨克:世界科学。新泽西州哈肯萨克Publ·Zbl 1339.81104号
[99] 席林,C。;Altunblak,M。;Knecht,S。;Lopes,A。;维特菲尔德,JD;Christandl,M。;总直径。;Reiher,M.,小原子中的广义泡利约束,物理学。版次A,97,052503(2018)
[100] 席林,C。;总直径。;Christandl,M.,费米子职业数的Pinning,Phys。修订稿。,110 (2013)
[101] 席林,C。;Pittalis,S.,激发态的系综约化密度矩阵泛函理论和泡利不相容原理的层次推广,Phys。修订稿。,127, 023001 (2021)
[102] Schrijver,A.:线性和整数规划理论。Wiley-Interscience离散数学系列。威利(1986)·Zbl 0665.90063号
[103] Schulte,E.,《多面体和多面体的对称性》,311-330(1997),博卡拉顿:CRC出版社,博卡拉通·Zbl 0916.52004号
[104] Schürmann,A.:在多面体计算、离散几何和优化中利用对称性。摘自:Fields Institute Communication,第69卷,第265-278页。施普林格,纽约(2013)·Zbl 1273.90127号
[105] Serre,J.P.:有限群的线性表示,第42卷,Springer(1977)·Zbl 0355.20006号
[106] Stanley,R.P.,Cohen-Macaulay综合体。收录于:高等组合数学(《北约高级研究所学报》,1977年,第51-62页。多德雷赫特,波士顿(1976)·兹比尔0376.55007
[107] Stanley,R.P.:枚举组合学。《剑桥高等数学研究》,第49卷,第1期,第2版。剑桥大学出版社,剑桥(2012)·Zbl 1247.05003号
[108] Stanley,RP,实超平面排列的有效次序,离散计算。地理。,53, 4, 951-964 (2015) ·2018年12月13日
[109] 贤明的开发商:Sagemath,Sage数学软件系统(9.3版)(2021年)。https://www.sagemath.org
[110] Valone,SM,将1-矩阵能量泛函从纯态可表示扩展到所有系综可表示1-矩阵的结果,J.Chem。物理。,73, 3, 1344 (1980)
[111] Walter,M.:《多体量子态及其边缘》,博士论文,《苏黎世伦理学》,苏黎世,第xi+201页(2014)
[112] 美国渡边,Z.Physik。,113, 7-8, 482-513 (1939) ·Zbl 0022.18901号
[113] Yang,CN,非对角线长程有序的概念以及液态He和超导体的量子相,修订版。物理。,34, 694-704 (1962)
[114] 齐格勒,G.M.:关于多面体的讲座。GTM,第152卷。施普林格,纽约(1995)·Zbl 0823.52002号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。