Главная > Гамильтонов подход в теории солитонов (Л.А. Тахтаджян, Л.Д. Фадеев)
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

Рассмотрим вытекающие из фундаментальных скобок Пуассона (1.9) скобки Пуассона для матрицы перехода $T(n, m, z)$
$\left\{T(n, m, z) \otimes\left(n, m, z^{\prime}\right)\right\}=$
\[
=\left[r\left(z, z^{\prime}\right), T(n, m, z) \otimes T\left(n, m, z^{\prime}\right)\right], \quad m<n,
\]

где
\[
r\left(z, z^{\prime}\right)=r\left(\lambda(z)-\lambda\left(z^{\prime}\right)\right),
\]
a $r(\lambda)$ дается формулой (1.19), и перейдем в них к пределам при $n \rightarrow+\infty, m \rightarrow \pm \infty$ в соответствии с определениями (2.19) и (2.45). В результате мы получим следующие выражения для скобок Пуассона решений Иоста $T_{ \pm}(n, z)$ и приведенной матрицы монодромии $T(z)$ :
\[
\begin{array}{c}
\left\{T_{ \pm}(n, z) \otimes T_{ \pm}\left(n, z^{\prime}\right)\right\}=\mp r\left(z, z^{\prime}\right) T_{ \pm}(n, z) \otimes T_{ \pm}\left(n, z^{\prime}\right) \pm \\
\pm T_{ \pm}(n, z) \otimes T_{ \pm}\left(n, z^{\prime}\right) r_{ \pm}\left(z, z^{\prime}\right), \\
\left\{T_{+}(n, z) \otimes T_{-}\left(n, z^{\prime}\right)\right\}=0,
\end{array}
\]
\[
\left\{T(z) \otimes T\left(z^{\prime}\right)\right\}=r_{+}\left(z, z^{\prime}\right) T(z) \otimes T\left(z^{\prime}\right)-T(z) \otimes T\left(z^{\prime}\right) r_{-}\left(z, z^{\prime}\right) .
\]

Здесь
a
\[
\alpha\left(z, z^{\prime}\right)=\frac{\left(z z^{\prime}-1\right)^{2}}{\left(1-z^{2}\right)\left(1-z^{\prime 2}\right)}, \quad \beta\left(z, z^{\prime}\right)=-\frac{\left(z-z^{\prime}\right)^{2}}{\left(1-z^{2}\right)\left(1-{z^{\prime}}^{2}\right)},
\]

так что
\[
\alpha\left(z, z^{\prime}\right)+\beta\left(z, z^{\prime}\right)=1,
\]

и в силу инволюций (2.21) и (2.47) мы считаем, что $|z|=\left|z^{\prime}\right|=1$, $\operatorname{Im} z, \operatorname{Im} z^{\prime}>0$, причем $z, z^{\prime}
eq \pm 1 ; \delta$-функция $\delta\left(z z^{\prime-1}\right)$ определяется естественным образом:
\[
\int_{\left|z^{\prime}\right|=1} \delta\left(z z^{\prime^{-1}}\right) f\left(z^{\prime}\right) \frac{d z^{\prime}}{z^{\prime}}=f(z) .
\]

При выводе формул (4.10) – (4.11) мы также использовали соотношение
\[
\lim _{n \rightarrow \pm \infty} \text { v. p. } \frac{\left(z z^{-1}\right)^{n}}{1-z z^{\prime-1}}=\mp \pi i \delta\left(z z^{\prime-1}\right),
\]

где $|z|=\left|z^{\prime}\right|=1$.

Из формулы Сохоцкого – Племеля
\[
\frac{1}{z-z^{\prime} e^{-0}}=\lim _{\substack{\tilde{z} \rightarrow z^{\prime} \\|z|<1}} \frac{1}{z-\widetilde{z}}=\mathrm{v} \cdot \mathrm{p} \cdot \frac{1}{z-z^{\prime}}+\pi i \frac{\delta\left(z z^{\prime-1}\right)}{z}
\]

и (4.7) – (4.11) получаем следующие выражения для скобок Пуассона коэффициентов перехода и дискретного спектра:
\[
\begin{array}{l}
\left\{a(z), a\left(z^{\prime}\right)\right\}=\left\{a(z), \bar{a}\left(z^{\prime}\right)\right\}=0 \\
\left\{b(z), b\left(z^{\prime}\right)\right\}=0 \\
\left\{b(z), \bar{b}\left(z^{\prime}\right)\right\}=2 \pi i \frac{z|a(z)|^{2}}{1-z^{2}} \delta\left(z z^{\prime-1}\right), \\
\left\{a(z), b\left(z^{\prime}\right)\right\}=\frac{z z^{\prime}\left(\left(1-z z^{\prime}\right)^{2}+\left(z-z^{\prime}\right)^{2}\right) a(z) b\left(z^{\prime}\right)}{\left(z e^{-0}-z^{\prime}\right)\left(1-z z^{\prime}\right)\left(1-z^{2}\right)\left(1-z^{\prime 2}\right)} \\
\left\{a(z), \bar{b}\left(z^{\prime}\right)\right\}=-\frac{z z^{\prime}\left(\left(1-z z^{\prime}\right)^{2}+\left(z \cdots z^{\prime}\right)^{2}\right) a(z) \bar{b}\left(z^{\prime}\right)}{\left(z e^{-0}-z^{\prime}\right)\left(1-z z^{\prime}\right)\left(1-z^{2}\right)\left(1-{z^{\prime}}^{\prime}\right)}
\end{array}
\]

и
\[
\begin{aligned}
\left\{a(z), \gamma_{j}\right\} & =\frac{z z_{j}\left(\left(1-z z_{j}\right)^{2}+\left(z-z_{j}\right)^{2}\right) a(z) \gamma_{j}}{\left(z-z_{j}\right)\left(1-z z_{j}\right)\left(1-z^{2}\right)\left(1-z_{j}^{2}\right)}, \\
\left\{b(z), z_{j}\right\} & =\left\{b(z), \gamma_{j}\right\}=0 \\
\left\{z_{i}, z_{j}\right\} & =\left\{\gamma_{i}, \gamma_{j}\right\}=0, \\
\left\{z_{i}, \gamma_{j}\right\} & =-\frac{z_{i}^{\prime}}{1-z_{i}^{*}} \gamma_{j} \delta_{i j}, \quad i, j=1, \ldots, N .
\end{aligned}
\]

При этом, благодаря аналитичности функции $a(z)$, формулы (4.19) – (4.21) справедливы и при $|z|<1$.

Қак и в случае модели НШ, получим отсюда набор независимых переменных с простыми скобкали Пуассона. Именно, рассмотрим формулы (4.19) и (4.21) для $|z|<1$, устремим $|z|$ к 1 и отделим в них соответственно мнимую и вещественную части. Мы получим, что при $|z|=\left|z^{\prime}\right|=1, \operatorname{Im} z \geqslant 0, \operatorname{Im} z^{\prime}>0$,
\[
\left\{\ln |a(z)|, \arg b\left(z^{\prime}\right)\right\}=-\frac{\pi \delta\left(z z^{\prime-1}\right) z}{1-z^{2}}+\frac{\pi z^{\prime \prime}}{1-{z^{\prime 2}}^{2}}(\delta(z)+\delta(-z))
\]

и
\[
\left\{\ln |a(z)|, \ln \left|\gamma_{j}\right|\right\}=\frac{\pi i z}{1-z_{j}^{2}}(\delta(z)+\delta(-z)) .
\]

Слагаемые с $\delta( \pm z)$ в этих формулах порождаются сингулярным знаменателем $\left(1-z^{2}\right)^{-1}$, присутствующим в (4.19) и (4.21);

$\delta$-функция $\delta( \pm z)$ понимается следующим образом:
\[
\int_{C} \delta( \pm z) f(z) \frac{d z}{z}=\frac{1}{2} f( \pm 1),
\]

где $C$ – полуокружность $|z|=1,0 \leqslant \arg z \leqslant \pi$. (Сравни с аналогичными формулами в § III. 9 части I.)
Введем набор переменных
\[
\begin{array}{c}
\rho(\theta)=\frac{\sin \theta}{\pi} \ln \left(1+\left|b\left(e^{i \theta}\right)\right|^{2}\right), \quad \varphi(\theta)=-\arg b\left(e^{i \theta}\right), \quad 0 \leqslant \theta \leqslant \pi, \\
\tilde{p}_{j}=\lambda_{j}=z_{i}+\frac{1}{z_{j}}, \quad \tilde{q}_{i}=\ln \left|\gamma_{j}\right|, \quad j=1, \ldots, N,
\end{array}
\]

со следующими областями значений:
\[
\begin{array}{c}
0 \leqslant \rho(\theta)<\infty, \quad 0 \leqslant \varphi(\theta)<2 \pi, \\
\left|\tilde{p}_{j}\right|>2, \quad-\infty<\tilde{q}_{j}<\infty .
\end{array}
\]

Используя формулы (4.24) – (4.26), убеждаемся, что эти переменные имеют следующие неисчезающие скобки Пуассона:
\[
\begin{array}{c}
\left\{\rho(\theta), \varphi\left(\theta^{\prime}\right)\right\}=\delta\left(\theta-\theta^{\prime}\right)-\frac{\sin \theta}{\sin \theta^{\prime}}(\delta(\theta)+\delta(\theta-\pi)), \\
\left\{\rho(\theta), \widetilde{q}_{i}\right\}=-\frac{2 \sin \theta z_{j}}{z_{j}^{2}-1}(\delta(\theta)+\delta(\theta-\pi)), \\
\left\{\widetilde{p}_{i}, \widetilde{q}_{i}\right\}=\delta_{i j}, \quad i, j=1, \ldots, N .
\end{array}
\]

Эти скобки Пуассона имели бы канонический вид, если бы в правых частях (4.32) – (4.33) отсутствовали слагаемые, пропорциональные $\sin \theta(\delta(\theta)+\delta(\theta-\pi))$. Эти дополнительные слагаемые следует интерпретировать в том же смысле, что и в § III. 9 части I. Их необходимо учитывать каждый раз, когда мы имеем дело с функционалами вида
\[
F(\rho)=\int_{0}^{\pi} \frac{\rho(\theta}{\sin \theta} f(\theta) d \theta,
\]
кими функционалами мы встретимся в следующем пункте.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru