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

1) Метод обратной задачи для модели МГ был развит в работе [2.57]. Полная интегрируемость этой модели в быстроубывающем случае была установлена в работах [2.20], [2.47]; в частности, в [2.47] были приведены канонические переменные типа действие – угол. Связь пуассоновых структур моделей МГ и НШ при калибровочном преобразовании отмечалась в [2.27].
2) Метод обратной задачи для модели SG в лабораторных координатах был сформулирован в работах [2.18], [2.36]. В [2.36-2.37] была доказана полная интегрируемость модели, приведены канонические переменные типа действие – угол и интерпретация спектра возбуждений в терминах релятивистской теории поля. Выражение для генератора лоренцевых вращений $K$ через переменные действие – угол было дано в работе [2.44].
3) Модель SG в координатах светового конуса была проинтегрирована с помощью метода обратной задачи в работах [2.35], [2.43]. Установлению связей моделей SG в лабораторных координатах и координатах светового конуса посвящены работы [2.38], [2.49]. Формулировка связей (7.8) и доказательство эквивалентности гамильтоновых картин для этих моделей приведены в [2.38].

4) Уравнение SG в координатах светового конуса, записанное в эволюционном внде по отношению к параметру $\eta$ :
\[
\frac{\partial \chi}{\partial \eta}=-\frac{m^{2}}{\beta} \int_{-\infty}^{\xi} \sin \beta \chi\left(\xi^{\prime}\right) d \xi^{\prime},
\]

является нелокальным. Поэтому класс быстроубывающих начальных данных не сохраняется в динамике. Полная система связей из $\S 7$ выделяет из этого класса начальных данных подмножество, инвариантное по отношению к динамике для всех высших уравнений $\mathrm{SG}$
\[
\frac{\partial \chi}{\partial \eta}=-\frac{2 m}{\beta^{2}} \int_{-\infty}^{\xi} \frac{\delta I_{-n}}{\delta \chi\left(\xi^{\prime}\right)} d_{\xi^{\prime}}, \quad n=1,2, \ldots
\]

Эти связи определяются процедурой, аналогичной изложенной в $\S 7$.
5) Для плотностей интегралов движения $J_{n}^{(\mathbf{1})}$ модели SG в лабораторных координатах, вычисленных па решеннях уравнений движения, выполняются соотношения
\[
\frac{\partial J_{n}^{(1)}}{\partial t}=\frac{\partial J_{n}^{(n)}}{\partial x}, \quad n=-\infty, \ldots, \infty, \quad n \equiv 1(\bmod 2) .
\]

Здесь $f_{n}^{\prime 0)}(x, t)$ п полиномы от функций $\varphi(x, t), \pi(x, t)$ и их производных по $x$, просто определяемые из представления нулевой кривизны (см., например, [2.14]). Из (9.3) имеем
\[
\frac{\partial}{\partial \eta}\left(J_{n}^{(0)}+J_{n}^{\prime} \mathbf{1}^{\prime}\right)=\frac{\partial}{\partial \xi}\left(J_{n}^{(0)}-J_{n}^{(\mathbf{1})}\right)
\]

и поэтому (см. §7)
\[
\left.\int_{-\infty}^{\infty} J_{n}^{(1)}\right|_{t=0} d x=\int_{-\infty}^{\infty}\left(J_{n}^{(0)}+\left.J_{n}^{\left(\mathbf{1}^{2}\right)}\right|_{\eta=0} d \xi .\right.
\]

Выражения $J_{n}^{(+)}(\chi)=J_{n}^{\prime 0}(\pi, \varphi)+J_{n}^{(1)}(\pi, \varphi)$ локальны по $\chi$ и $\frac{\partial \chi}{\partial \eta}$; нелокальность интегралов движения $f_{n}^{\prime+1}(\chi)$ модели SG в координатах светового конуса при $n<-1$ объясняется тем, что для таких $n$ из $\left.J_{n}^{(0)}(\pi, \varphi)+J_{n}^{\prime}{ }^{1}\right)(\pi, \varphi)$ приходится исключать функцию $\frac{\partial \chi}{\partial \eta}$ при помощи уравнения (9.1).
6) Описанная в § 7 связь гамильтоновых картин для модели SG в лабораторных координатах и координатах светового конуса является весьма общей; в частности, она имеет место для моделей главного кирального поля и $\vec{n}$-поля.
7) Уравнение
\[
\frac{\partial^{2} \varphi}{\partial t^{2}}-\frac{\partial^{2} \varphi}{\partial x^{2}}+\frac{m^{2}}{\beta} \operatorname{sh} \beta \varphi=0
\]

в быстроубывающем случае исследуется буквально аналогично уравнению SG после замены $\beta \rightarrow i \beta$ во вспомогательной линейной задаче (4.1). При этом последняя становится формально самосопряженной и коэффициент $a(\lambda)$ не имеет нулей. Тем самым модель, описываемая уравнением (9.6), не имеет солитонов. В этом смысле взаимоотношение моделей (9.6) и SG такое же, как и моделей НШ в быстроубывающем случае при $x>0$ и $x<0$ соответственно.

8) В некотором смысле аналогами солитонов модели SG являются сингулярные решения уравнения (9.6). По поводу общего подхода к сингулярным решениям и их частицеподобной интерпретации см. обзор [2.54]. Вариант метода обратной задачи для построения сингулярных решений нелинейных уравнений изложен в работах [2.1-2.3].
9) Асимптотики решений уравнения SG при $t \rightarrow \pm \infty$ в лабораторных координатах и $\eta \rightarrow \pm \infty$ в координатах светового конуса были получены в работах [2.19], [2.22]. Соответствующие асимптотики для двумеризованной модели Тода, включающие, в частности, уравнение (9.6), были получены в работе [2.34].
10) Қак и для модели НШ, для моделей МГ и SG можно определить иерархии пуассоновых структур. Порождающие их $\Lambda$-операторы приведены в работах [2.52], [2.48] и [2.50], соответственно.
11) Представление нулевой кривизны для модели Л-Л было получено в работах [2.11] и [2.56]. В [2.56] была исследована вспомогательная линейная задача для быстроубывающих граничных условий и введены переменные типа действие – угол. Подчеркнем, что в работе [2.56] на примере модели Л-Л впервые появилось понятие (классической) $r$-матрицы.
12) По поводу обозначений и свойств эллиптических функций Якоби см., например, [2.39].
13) Обратная задача для модели Л-Л как матричная задача Римана на эллиптической кривой была сформулирована и исследована в работах [2.53], [2.55], в которых были описаны и $n$-солитонные решения.

В $[2.55]$ также обсуждалась матричная задача Римана на произвольной алгебраической кривой (компактной римановой поверхностй).
14) Конструкция солитонных решений уравнения Л-Л при помощи процедуры одевания приведена в работах [2.6], [2.8], [2.10].
15) Конечнозонные решения уравнения SG как в лабораторных координатах, так и в координатах светового конуса были получены в работах [2.21], [2.23]. Алгебро-геометрическое решение проблемы вещественности было приведено в [2.41], а в терминах явных тэта-функциональных формул – в работах [2.4] (двузонный случай) и [2.15] (общий случай). По поводу общей проблемы вещественности в конечнозонном интегрировании см. работу [2.33].
16) Общее алгебро-геометрическое описание конечнозонных решений уравнения Л-Л приведено в [2.42]. Явная конструкция, выражающая эти решения в терминах тэта-функций, была дана в работах [2.5], [2.7] для частично анизотропной модели МГ, а в работах [2.9], [2.45] – для уравнения $Л-Л$. Уравнение Л-Л выделено с точки зрения конечнозонного интегрирования тем, что участвующая в этом методе алгебраическая кривая $\Gamma$ является двулистным накрытием эллиптической кривой, а не комплексной плоскости, как это было для моделей с рациональной зависимостью от спектрального параметра. Поэтому вместо тэта-функций Римана в окончательных формулах для конечнозонных решений появляются тэта-функции Прима [2.9], [2.46].
17) По поводу конструкции конечнозонных решений общего уравнения нулевой кривизны с рациональной зависимостью от спектрального параметра, помимо упомянутых выше работ, см. также обзоры [2.16], [2.24-2.25].
18) Уравнение Л-Л связано с интегрируемыми системами классической механики. В работе [2.13] показано, что стационарные (т. е. не зависящие от $t$ ) решения уравнения Л-Л являются решениями задачи Неймана о движении частицы на двумерной сфере, а решения, зависящие только от комбинации $x-v t$, отвечают интегрируемому случаю задачи Клебша о движении твердого тела в жидкости. Явные формулы для этих решений в терминах тэта-функций Прима приведены в [2.9].
19) Полная интегрируемость перечисленных в гл. II моделей: модели КдФ, векторной модели НШ, модели $N$-волн и $S O(N)$-модели SG (для характерного случая $N=3$ ) с быстроубывающими граничными условиями была доказана, соответственно, в работах [2.17], [2.30], [2.31] и [2.12], где и были введены канонические переменные типа действие – угол.

20) В векторной модели НШ солитоны имеют поляризацию, которая, вообще говоря, меняется в процессе взаимодействия [2.32]. Однако теория рассеяния солитонов по-прежнему является факторизованной [2.26], [2.29].
21) Модели, приведенные в § I.2, допускают $r$-матричную формулировку:
\[
\{U(x, \lambda) \otimes U(x, \mu)\}=[r(\lambda, \mu), U(x, \lambda) \otimes I+I \otimes U(x, \mu)] \delta(x-y) ;
\]

здесь для векторной модели НШ с $n$ цветами п модели $N=\frac{n(n-1)}{2} \cdot$ волн $r(\lambda, \mu)=r(\lambda-\mu)$, где
\[
r(\lambda)=-x \frac{P}{\lambda}
\]
n
\[
r(\lambda)=\frac{P}{\lambda}
\]

соответственно, а $P$ – матрица перестановки в $\mathbb{C}^{n} \otimes \mathbb{C}^{n}$ (см. [2.28]). Для двумеризованной модели Тода имеем
\[
r(\lambda, \mu)=-\frac{\lambda^{n}+\mu^{n}}{2\left(\lambda^{n}-\mu^{n}\right)} \sum_{i=1}^{n-1} H_{i} \otimes H_{i}-\frac{1}{\lambda^{n}-\mu^{n}} \sum_{\alpha} \lambda^{p(\alpha)} \mu^{n-p(\alpha)} E_{\alpha} \otimes E_{-\alpha}
\]
(см. [2.51]). Здесь $\alpha$ пробегает все корни алгебры Ли $A_{n-1}, p(\alpha)=1, \ldots$ $\ldots, n-1$ – высота корня $\alpha$ по $\bmod n$, а $H_{i}, E_{\alpha}$ – базис Картана – Вейля алгебры Ли $A_{n-1}$.
22) Основные скобки Пуассона (I.3.15) модели КдФ содержат производную $\delta$-функции (неультралокальный случай), поэтому скобки Пуассона $\{U(x, \lambda) \otimes U(y, \mu)\}$ не представляются в виде (9.7). Последнее относится и к модели SG в координатах светового конуса. Однако скобки Пуассона для матриц перехода этих моделей уже представляются в привычном виде:
\[
\{T(x, y, \lambda) \otimes T(x, y, \mu)\}=[r(\lambda, \mu), T(x, y, \lambda) \otimes T(x, y, \mu)], \quad y \leqslant x
\]
(см. [2.40]), где для модели КдФ
\[
r(\lambda, \mu)=\frac{2}{\lambda^{2}-\mu^{2}} P,
\]
a $r$-матрицы моделей SG в лабораторных координатах й координатах светового конуса совпадают.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru