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

Уравнения движения имеют вид
\[
\begin{array}{c}
\left(\frac{\partial^{2}}{\partial t^{2}}-\frac{\partial^{2}}{\partial x^{2}}\right) \varphi_{a}=e^{\varphi_{a+1}-\varphi_{a}}-e^{\varphi_{a}-\varphi_{a-1}}, \\
a=1, \ldots, n, \quad \varphi_{n+1}=\varphi_{1},
\end{array}
\]

где $\varphi_{a}(x, t)$ – вещественнозначные функции. В случае, когда поля $\varphi_{a}$ не зависят от переменной $x$, система (3.45) переходит в уравнения движения периодической модели Тода (см. §2); этим объясняется название рассматриваемой модели.

В быстроубывающем случае фазовое пространство модели образовано вещественнозначными шварцевскими функциями $\left\{\varphi_{a}(x), \pi_{a}(x) ; a=1, \ldots, n\right\}$ с обычной пуассоновой структурой, задаваемой скобками Пуассона
\[
\begin{array}{c}
\left\{\varphi_{a}(x), \varphi_{b}(y)\right\}=\left\{\pi_{a}(x), \pi_{b}(y)\right\}=0, \\
\left\{\pi_{a}(x), \varphi_{b}(y)\right\}=\delta_{a j} \delta(x-y), \quad a, b=1, \ldots, n .
\end{array}
\]

Уравнения (3.45) записываются в гамильтоновом виде с гамильтонианом
\[
H=\int_{-\infty}^{\infty} \sum_{a=1}^{n}\left(\frac{1}{2} \pi_{a}^{0}+\frac{1}{2}\left(\frac{\partial \varphi_{a}}{\partial x}\right)^{2}+e^{\varphi_{a}-\varphi_{a-1}}-1\right) d x .
\]

Модель допускает представление нулевой кривизны с матрицами $U(x, t, \lambda)$ и $V(x, t, \lambda)$ вида
\[
\begin{array}{l}
U(\lambda)=\frac{1}{2} \sum_{a=1}^{n}\left(\pi_{a} h_{a}+e^{\left.\frac{1}{2} \cdot \varphi_{a+1}-\varphi_{a}\right)}\left(\lambda e_{a}+\frac{1}{\lambda} e_{-a}\right)\right), \\
V(\lambda)=\frac{1}{2} \sum_{a=1}^{n}\left(\frac{\partial \varphi_{a}}{\partial x} h_{a}+e^{-\frac{1}{2}\left(\varphi_{a+1}-\varphi_{a}\right.}\left(\lambda e_{a}-\frac{1}{\lambda} e_{-a}\right)\right),
\end{array}
\]

где $e_{ \pm a}$ – корневые векторы, отвечающие допустимым корням алгебры Ли $A_{n-1}$ (простые корни и минимальный), а $h_{a}$ – базисные диагональные матрицы в векторном представлении:
\[
\begin{array}{l}
\left(e_{a}\right)_{i j}=\delta_{a i} \delta_{a+1, j}, \quad\left(e_{-a}\right)_{i j}=\delta_{a+1, i} \varepsilon_{a j}, \\
\left(h_{a}\right)_{i j}=\delta_{a i} \delta_{a j} ; \quad \delta_{a+n, j}=\delta_{a, j}, \quad \delta_{i, a+n}=\delta_{i, a} .
\end{array}
\]

Матрицы $U(x, t, \lambda)$ и $V(x, t, \lambda)$ вида (3.48)-(3.49) получаются из общих матриц с простыми полюсами при $\lambda=0$ и $\lambda=\infty$ в результате редукции
\[
U(\xi \lambda)=Z^{-1} U(\lambda) Z, \quad V(\xi \lambda)=Z^{-1} V(\lambda) Z,
\]

где $\zeta=e^{2 \pi i / n}$ – корень $n$-й степени из 1 , а $Z$ – диагональная матрица:
\[
Z_{i j}=\xi^{i} \delta_{i j}, \quad i, j=1, \ldots, n,
\]
– так называемая $\mathbb{Z}_{n}$-редукция, и фиксации релятивистской калибровки.

Двумеризованная модель Тода, в свою очередь, допускает интересные гамильтоновы редукции. Так, в случае $n=2$ редукция $\pi_{1}=-\pi_{2}=\pi, \varphi_{1}=-\varphi_{2}=\varphi$ приводит к уравнению
\[
\frac{\partial^{2} \varphi}{\partial t^{2}}-\frac{\partial^{2} \varphi}{\partial x^{2}}+2 \operatorname{sh} 2 \varphi=0,
\]

которое получается из уравнения Sine-Gordon (см. §1), если в последнем положить $m=2, \beta=2 i$. Для случая $n=3$, полагая $\varphi_{1}=-\varphi_{3}=\varphi, \varphi_{2}=0, \pi_{1}=-\pi_{3}=\pi, \pi_{2}=0$, приходим к уравнению
\[
\frac{\partial^{2} \varphi}{\partial t^{2}}-\frac{\partial^{2} \varphi}{\partial x^{2}}=e^{-\varphi}-e^{\Sigma \varphi}
\]

для одного вещественного поля $\varphi(x, t)$.
Перечисление примеров интегрируемых уравнений на этом заканчивается.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru