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

Существует обширная литература, посвященная исследованию приведенаых в этой главе моделей. Здесь мы дадим ссылки только на те работы, в которых к этим моделям был применен метод обратной задачи, т. е. получено представление нулевой кривизны и, как правило, рассмотрен случай быстроубывающих граничных условий. Дальнейшие ссылки см. в соответствующих параграфах глав II-III. Там же мы укажем работы, в которых эти модели были рассмотрены с гамильтоновой точки зрения.
1) Модель МГ была погружена в метод обратной задачи в работе [1.86].
2) Модель SG активно исследовалась в 1973-1975 годах. Представление нулевой кривизны для уравнения $S G$ в координатах светового конуса
\[
\frac{\partial^{2} \varphi}{\partial \xi \partial \eta}+\frac{m^{2}}{\beta} \sin \beta \varphi=0
\]

было подучено в работах [1.46], [1.55], а в форме (1.19) – в [1.19], [1.47]. Конечно, эти представления нулевой кривизны формально эквивалентны; различие приведенных работ состоит в том, что исследуются разные вспомогательные линейные задачи. Более подробные ссылки см. в гл. II.
3) Метод обратной задачи к модели Л-Л был применен в работах [1.4], [1.85].
4) Векторная модель НШ с двумя цветами была погружена в метод обратной задачи в работе [1.32], результаты которой непосредственно переносятся на случай произвольного числа цветов. Ее обобщение на однородные пространства групп Ли было дано в работе [1.69].
5) Общее замечание в конце $\S 1$ о связи функционала импульса с симплектической формой на фазовом пространстве возникло при обсуждении этого вопроса с А.Г. Рейманом.
6) Первой интегрируемой моделью на решетке явилась модель Тода, описывающая ангармонические колебания одномерной кристаллической решетки (см. [1.87]). Метод обратной задачи для ее точного решения был применен С. В. Манаковым [1.33] и Г. Флашкой [1.66]-[1.67]. Дальнейшие ссылки см. в гл. III.
7) Переформулировка условия нулевой кривизны для решеточных моделей была осуществлена М. Абловитцем и Дж. Ладиком в работе [1.57].
8) Вторая модель в § 2 была введена Вольтерра в работе [1.88], что и объясняет ее название. Помимо экологических приложений, она возникает и в физике плазмы при изучении тонкой структуры спектров ленгмюровских колебаний. Метод обратной задачи для нее был развит в работе [1.33]. По поводу пуассоновой структуры модели Вольтерра см. гл. III.
9) Модель РМГ и вспомогательная линейная задача для нее были введены в работе [1.44].
10) Модель PHШ⿰ и вспомогательная линейная задача (2.62)-(2.63) появитись в работе $[1,27]$.
11) Модель РНШ 2 была введена в работе [1.57], где к ней был применен метод обратной задачи. Гамильтонова формулировка модели была дана в $[1.72]-[1.73]$.
12) Связь моделей РНШ и РМГ, в частности операция альтернирования знака (2.51), обсуждалась в работе [1.45].
13) По поводу теории представлений групп $S U(2)$ и $S U(1,1)$ см., например, монографию [1.11].
14) Предложение использовать общее представление нулевой кривизны для изучения нелинейных уравнений принадлежит В. Е. Захарову и А. Б. Шабату [1.23] и носит сейчас название схемы Захарова – Шабата. Для случая двумерного вспомогательного пространства общее представление нулевой кривизны изучалось ранее в работе [1.56]. Роль калибровочного преобразования в этом подходе обсуждалась в работе [1.24] на примере моделей МГ и НШІ.

15) Систематическое исследование различных редукций в представлении нулевой кривизны было проведено А. В. Михайловым [1.78].
16) Как мы отмечали во введении, знаменитое уравнение КдФ появляется только в основном тексте гл. I части II. Традиционно это уравнение рассматривается при помощи представления Лакса [1.75]. Представление нулевой кривизны для уравнения КдФ появилось в работе [1.37]. Другие ссылки по поводу этого уравнения уже указывались в гл. III части I.
17) Переход от уравнения (3.13) к (3.12) является частным случаем преобразования Фробениуса, приводящего обыкновенное линейное дифференциальное уравнение $n$-го порядка к системе $n$ линейных уравнений 1 -го порядка. Очевндна унифицирующая роль таких систем в представлении нулевой кривизны. Дифференциальные уравнения высшего порядка, изученные в работах [1.12]-[1.13], таким образом, могут быть рассмотрены как редукции схемы Захарова – Шабата [1.14], [1.15].
18) Пуассонова структура (3.15) была введена в работах [1.18] и [1.71]. В работах [1.60], [1.64] отмечались важные тонкости, связанные с гамильтоновой интерпретацией уравнения КдФ.
19) Модель $N$-волн, исследованная В. Е. Захаровым и С. В. Манаковым в работе [1.21], явилась первым примером, в котором проявились все пречмущества представления нулевой кривизны. На ее основе также был разработан метод матричной задачи Римана [1.53]-[1.54], заменяющий фор мализм интегральных уравнений Гельфанда – Левнтана – Марченко.
20) В стационарном случае ( т. е. когда нет зависимости от $t$ ) уравнения $N$-волн совпалают с уравнениями Эйлера, обобщающими уравнения вращения твердого тела. Этот важный факт был отмечен С. В. Манаковым в работе [1.34]. В дальнейшем были найдены другие примеры подобного типє $[1.3],[1.8],[1.36],[1.39]$. Эти примеры естественным образом погружаются в об̈ую схему, использющую аффинные алгебры Ли [1.40], [1.42], [1.59], [1.83].
21) Кирайное поле является популярной моделью теории поля, имеющей геометрическое происхождение (см., например, [1.17]). Представление нулевой кривизны для $n$-поля было получено в работе [1.81], а для главных киральных полей – р работе [1.22]. Мы называем матрицы $l_{\mu}$ левыми токами, поскольку гамильтснианы $\int l_{0}^{a}(x) A^{a}(x) d x$ относительно пуассоновой структуры (5.15), (5.18)-(5.19) порождают действие группы $G$ на себе левыми сдвигами. Поаналогичной причине матрицы $r_{0}=-g^{-1} \frac{\partial g}{\partial t}, r_{1}=-g^{-1} \frac{\partial g}{\partial x}$ называются правыми токами.
22) Двумеризованная модель Тода была введена в работе [1.35], где для нее было получено представление нулевой кривизны. В другой форме она рассматривалась в работе [1.76]; ее обобщение на другие системы корней дано в работе [1.79]. Уравнение (3.54) появилось независимо от двумеризованной модели Тода в работах [1.26], [1.63]. В работе [1.35] для него было найдено представление нулевой кривизны.
23) Изложение в $\$ 4$ следует работе [1.24]. Формулы типа (4.19)-(4.21) также были приведены в работе [1.74], посвященной установлению связи между моделями МГ и НШ без использования метода обратной задачи. Отметим, что в то время как в решеточном случае модели РМГ и РНШ , $_{1}$, по существу, совпадают, в непрерывном случае нх связь осуществляется уже калибровочным пресбразсванием. Это объясняется тем, что в последнем случае модели $M \Gamma$ и НШ получаются в результате различных непрерывных пределов из одной решеточной модели.
24) С расслоением Хопфа и теоремой о голономии можно познакомиться, например, по монографии [1.17]. Предложение использовать эту теорему для доказательства формулы (4.21) принадлежит А. Г. Рейману.
25) Со скобками Ли – Пуассона, задающими пуассонову структуру на двойственном пространстве к алгебре Ли, мы более подробно познакомимся в гл. IV.
26) Расширенная алгебра токов, которая появнлась у нас в $\S 5$, в настоящее время очень популярна в современной математической физике (см. [1.41], [1.61], [1.62], [1.70], [1.84]). Некоторые ее приложения к интегрируемым уравнениям мы обсудим в гл. IV. Термин «коцикл Маурера – Картана» был введен в работе [1.7] в связи с теорией представлений групп токов. 27) Скобки Пуассона (5.15) и (5.18)-(5.19) задают обычную пуассонову структуру на кокасательном расслоении $T * C(G)$ группы токов $C(G)$. Взаимоотношение этих скобок Пуассона со скобками (5.15)-(5.17) представляет ссбой пример гамильтоновой редукции пространства $T^{*} C(G)$ по действию группы $G$. По поводу понятия гамильтоновой редукции см., например, [1.2].
28) Вторая гамильтонова формулировка модели главного кирального поля в § 5 была введена и использовалась в работе [1.65].
29) Скобки Пуассона (5.59) – (5.61) для модели $n$-поля получаются как скобки Пуассона – Дирака из канонических скобок
\[
\left\{\pi^{a}(x), \pi^{b}(y)\right\}=\left\{n^{a}(x), n^{b}(y)\right\}=0, \quad\left\{\pi^{a}(x), n^{b}(y)\right\}=\delta_{a b} \delta(x-y)
\]

и связей
\[
\overrightarrow{n^{2}}=1, \quad \vec{\pi} \cdot \vec{n}=0 .
\]
30) Роль неоднозначных функционалов типа (5.74) в качестве функционалов действия для моделей механики и теории поля была в общем виде выявлена С. П. Новиксвым [1.38]. Функционал $W(g)$ является характерным примером общей конструкции в [1.38], где была поставлена задача об исследовании модели с функционалом действия $S(g)+\alpha W(g)$. Функционал импульса модели $М \Gamma$ из $§ 1$ представляет собой другой интересный пример и играет роль не действия, а наблюдаемой.
31) С используемыми в § 5 простыми топологическими свойствами групп Ли можно, например, ознакомиться по монографии [1.1]. Формула (5.76) выводится из формулы Стокса дифференцированием по параметру $s$.
32) Многозначные функционалы действия в неявном виде появлялись в физической литературе в работе Дж. Весса, Б. Зумино [1.89] на конкретном примере модели главного кирального поля в четырехмерном пространстве-времени; геометрическое происхождение неоднозначности действия было выявлено Э. Виттеном в работе [1.92]. Отметим также, что в модели, рассмотренной в работах [1.5]-[1.6], фактически использовалось многозначное действие (5.78) в качестве кинетического члена. Эта модель представляет собой матричное обобщение модели SG и также интегрируется методом обратной задачи. Она описывает поле $g(x, t)$ со значениями в группе $\mathcal{S} O(n)$; уравнения движения модели имеют вид
\[
\frac{\partial}{\partial t}\left(\frac{\partial g}{\partial t} g^{-1}\right)-\frac{\partial}{\partial x}\left(\frac{\partial g}{\partial x} g^{-1}\right)+\left[\frac{\partial g}{\partial x} g^{-1}, \frac{\partial g}{\partial t} g^{-1}\right]+\left[A, g B g^{-1}\right]=0,
\]

где $A$ и $B$-вещественные диагональные матрицы, не зависящие от $x$ и $t$. Матричная модель SG калибровочно эквивалентна модели главного кирального поля на группе $S O(n)$ (см. [1.6]).
33) Связь модифицированных и обычных уравнений главного кирального поля была установлена в работе [1.9].
34) Геометрическая интерпретация симплектической структуры, связанной с модифицированными скобками Пуассона (5.90)-(5.92), дана в работе $[1.82]$.
35) Появление двух независимых расширенных алгебр токов в модифицированной модели главного кирального поля с $\alpha= \pm 1$ было впервые обнаружено в работе [1.93].
36) Метод задачи Римана для построения решений общего уравнения нулевой кривизны из § 6 и термин «процедура одевания» принадлежат В. Е. Захарову и А. Б. Шабату [1.23]. Обсуждение редукций в задаче Римана содержится в работе [1.78]. По псводу использования процедуры одева-

ния для построения солитонных решений различных уравнений см. [1.22], [1.25].
37) Схема построения общего локального решения уравнения нулевой кривизны, изложенная в § 7, принадлежит И. М. Кричеверу (см. [1.30]) и была первоначально применена им в работе [1.29] к решению модели главного кирального поля и модели SG в координатах светового конуса.
38) В схеме раздевания, по существу использовалась группа $G L(n)$ над жольцом аделей поля рациональных функций на $\mathbb{C}$. Полезность этого языка при изложении общих вопросов метода обратной задачи была проиллюстрирована в работе [1.52].
39) Задача Римана (7.5) обобщает на матричный случай процедуру Вей. ерштрасса выделения главных частей функции $F(x, t, \lambda)$, а задача Римана (7.18) представляет собой матричный аналог мультипликативной проблемы Кузена об определении функции по ее главным частям.
40) Построению интегралов движения для интегрируемых уравнений посвящена обширная литература: [1.10], [1.12]-[1.15], [1.21], [1.31], [1.43], [1.48]-[1.51], [1.80], [1.90]-[1.91].
41) В настоящей книге мы рассматриваем только интегрируемые уравнения с одной пространственной переменной. Метод обратной задачи применим также и к уравнениям с двумя пространственными переменными, нанболее известным из которых является уравнение Кадомцева – Петвиашвили
\[
\frac{\partial}{\partial x}\left(\frac{\partial u}{\partial t}-6 u \frac{\partial u}{\partial x}+\frac{\partial^{3} u}{\partial x^{3}}\right)=3 \varepsilon \frac{\partial^{2} u}{\partial y^{2}}, \quad \varepsilon= \pm 1,
\]

имеющее многочисленные физические приложения. Вспомогательная линейная задача для него выглядит следующим образом:
\[
\sqrt{\varepsilon} \frac{\partial F}{\partial y}-\frac{\partial^{2} F}{\partial x^{2}}-u(x, y) F=\lambda F
\]
(см. [1.16], [1.20]). По поводу уравнения Кадомцева – Петвиашвили имеется обширная литература, из которой, помимо монографии [1.25], мы укажем работы [1.28], [1.58], [1.62], [1.68], [1.77].

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru