معادلة يانغ-باكستر
في الفيزياء ، تُعدّ معادلة يانغ-باكستر (أو علاقة النجمة-المثلث ) معادلة اتساق طُرحت لأول مرة في مجال الميكانيكا الإحصائية . وتعتمد هذه المعادلة على فكرة أنه في بعض حالات التشتت، قد تحتفظ الجسيمات بزخمها مع تغيير حالاتها الكمومية الداخلية. وتنص على أن مصفوفة، إذا أثر على اثنين من أصل ثلاثة أشياء، فإنه يحقق
أينيكونيتبع ذلك تبادل بين الجسمين. في الأنظمة الكمومية أحادية البعد،هي مصفوفة التشتت ، وإذا حققت معادلة يانغ-باكستر، فإن النظام يكون قابلاً للتكامل . في النماذج الكمومية القابلة للتكامل، تضمن معادلة يانغ-باكستر إمكانية تحليل عمليات تشتت الجسيمات المتعددة إلى سلسلة من التفاعلات الثنائية، مع الحفاظ على قابلية الحل الدقيق. [ 1 ] تظهر معادلة يانغ-باكستر أيضًا عند مناقشة نظرية العقد ومجموعات الجدائل حيثيتوافق ذلك مع تبديل خيطين. وبما أنه يمكن تبديل ثلاثة خيوط بطريقتين مختلفتين، فإن معادلة يانغ-باكستر تضمن أن كلا المسارين متطابقان.

تاريخ
بحسب ميتشيو جيمبو [ 2 ] ، ظهرت معادلة يانغ-باكستر (YBE) في أعمال جيه بي ماكغواير [ 3 ] عام 1964 وسي إن يانغ [ 4 ] عام 1967. وقد تناولوا مسألة ميكانيكا الكم متعددة الأجسام على خط مستقيم.باعتبارها جهدًا كامنًا. وباستخدام تقنيات فرضية بيث ، وجدوا أن مصفوفة التشتت تتحلل إلى مصفوفة مسألة الجسمين، وحددوها بدقة. وقد أرست هذه النتيجة معادلة يانغ-باكستر كمعيار أساسي للتكامل الكمي، رابطةً التشتت المُحلل في بُعد واحد بنماذج قابلة للحل بدقة. [ 5 ] وهنا تبرز معادلة يانغ-باكستر كشرط اتساق للتحليل.
في الميكانيكا الإحصائية ، من المحتمل أن يعود مصدر YBE إلى علاقة أونساجر بالمثلث النجمي، والتي تم ذكرها بإيجاز في مقدمة حله لنموذج إيزينج [ 6 ] في عام 1944. وقد تم السعي بنشاط منذ ذلك الحين للبحث عن نماذج شبكية قابلة للحل، وبلغت ذروتها في حل رودني باكستر لنموذج الرؤوس الثمانية [ 7 ] في عام 1972.
كان هناك مسار آخر للتطور وهو نظرية مصفوفة S المُحللة في نظرية الحقل الكمومي ثنائي الأبعاد . [ 8 ] وأشار ألكسندر ب. زامولودتشيكوف [ 9 ] إلى أن الميكانيكا الجبرية المستخدمة هنا هي نفسها المستخدمة في أعمال باكستر وغيره.
وقد تجلى مفهوم YBE أيضًا في دراسة مؤثرات يونغ في جبر المجموعةمن المجموعة المتناظرة في عمل AA Jucys [ 10 ] في عام 1966.
الصيغة العامة لمعادلة يانغ-باكستر المعتمدة على المعاملات
يتركلتكن جبرًا ترابطيًا أحاديًا . في شكلها الأكثر عمومية، تُعد معادلة يانغ-باكستر المعتمدة على المعاملات معادلة لـ، عنصر يعتمد على المعامل في حاصل الضرب الموتري(هنا،وهي المعاملات، والتي عادة ما تتراوح على الأعداد الحقيقية ℝ في حالة المعامل الجمعي، أو على الأعداد الحقيقية الموجبة ℝ + في حالة المعامل الضربي).
يتركل، مع تشاكلات الجبريتم تحديده بواسطة
الصيغة العامة لمعادلة يانغ-باكستر هي
لجميع قيم،و.
شكل مستقل عن المعلمات
يتركليكن جبرًا ترابطيًا أحاديًا. معادلة يانغ-باكستر المستقلة عن المعاملات هي معادلة لـ، عنصر قابل للعكس من حاصل الضرب الموتريمعادلة يانغ-باكستر هي
أين،، و.
فيما يتعلق بالأساس
غالباً ما يكون الجبر الترابطي الأحادي هو جبر التشاكلات الداخلية لفضاء متجهيفوق حقل، إنه،فيما يتعلق بأساسلمكونات المصفوفاتمكتوبة، وهو المكون المرتبط بالخريطةبإغفال اعتماد المعلمات، فإن مكون معادلة يانغ-باكستر المرتبط بالخريطةيقرأ
أشكال وتمثيلات بديلة لمجموعة الضفائر
يترككن وحدة من، و . يتركليكن التطبيق الخطي الذي يحققللجميعتأخذ معادلة يانغ-باكستر الشكل البديل التالي بدلالةعلى.
أو بدلاً من ذلك، يمكننا التعبير عنها بنفس الترميز المذكور أعلاه، بتعريفوفي هذه الحالة يكون الشكل البديل هو
في الحالة الخاصة المستقلة عن المعاملات حيثإذا لم تعتمد المعادلة على المعاملات، فإنها تختزل إلى
و (إذا(قابل للعكس) تمثيل لمجموعة الجدائل ،، ويمكن بناؤها علىبواسطةليمكن استخدام هذا التمثيل لتحديد شبه الثوابت للضفائر والعقد والروابط .
التناظر
غالباً ما تكون حلول معادلة يانغ-باكستر مقيدة باشتراطالمصفوفة لتكون ثابتة تحت تأثير زمرة ليعلى سبيل المثال، في حالةو، الوحيدالخرائط الثابتة فيالهويةوخريطة التبديلالشكل العام لـ- المصفوفة هيبالنسبة للدوال العددية.
معادلة يانغ-باكستر متجانسة في اعتمادها على المعاملات، بمعنى أنه إذا تم تعريف، أينإذا كانت دالة قياسية،كما أنه يحقق معادلة يانغ-باكستر.
قد تتمتع مساحة الوسائط نفسها بالتناظر. على سبيل المثال، يفرض ثبات الإزاحة أن الاعتماد على الوسائطيجب أن يعتمد فقط على الفرق الثابت تحت الإزاحةبينما يفرض ثبات المقياس ذلكهي دالة للنسبة الثابتة المقياس.
المعاملات والحلول النموذجية
إحدى الفرضيات الشائعة لحساب الحلول هي خاصية الفرق،حيث يعتمد R فقط على مُعامل واحد (إضافي). وبالمثل، بأخذ اللوغاريتمات، يُمكننا اختيار المعاملوفي هذه الحالة، يُقال إن R يعتمد على مُعامل ضربي. في هذه الحالات، يُمكننا اختزال معادلة YBE إلى مُعاملين حرين في شكل يُسهّل الحسابات:
لجميع قيموبالنسبة لمعامل الضرب، تكون معادلة يانغ-باكستر هي
لجميع قيمو.
تُقرأ الأشكال المضفرة على النحو التالي:
في بعض الحالات، يكون المحدد لـيمكن أن تختفي عند قيم محددة للمعامل الطيفي. بعضتتحول المصفوفات إلى جهاز عرض أحادي البعد عند في هذه الحالة، يمكن تعريف المحدد الكمي .
أمثلة على حلول معادلة يونغ المتوازنة المعتمدة على المعاملات
- يمكن الحصول على فئة بسيطة بشكل خاص من الحلول المعتمدة على المعاملات من حلول معادلة يونغ-باول المستقلة عن المعاملات والتي تحقق ما يلي:حيث يكون تمثيل مجموعة الجدائل المقابل هو تمثيل مجموعة التبديلات. في هذه الحالة،(بمعنى آخر،) هو حل لمعادلة YBE المعتمدة على المعاملات (الإضافية). في حالةووهذا يعطي مصفوفة التشتت لسلسلة الدوران هايزنبرغ XXX .
- ال-مصفوفات وحدات التقييم للمجموعة الكموميةيتم تحديدها بشكل صريح بواسطة المصفوفة
عندئذٍ تتحقق معادلة يانغ-باكستر ذات المعاملات (في شكلها المضفر) مع المعامل المضاعف:
تصنيف الحلول
توجد، بشكل عام، ثلاث فئات من الحلول: الحلول الكسرية، والمثلثية، والإهليلجية. وترتبط هذه الفئات بالمجموعات الكمومية المعروفة باسم مجموعات يانغيان ، والمجموعات الكمومية الأفينية ، والجبر الإهليلجي على التوالي.
معادلة يانغ-باكستر القائمة على نظرية المجموعات
درس درينفيلد الحلول القائمة على نظرية المجموعات . [ 11 ] في هذه الحالة، يوجدأساس ثابت للمصفوفةللفضاء المتجهيبمعنى أن-matrix maps theinduced basis ofإلى نفسها. وهذا بدوره يؤدي إلى إنشاء خريطةمعطى بتقييد-مصفوفة إلى الأساس. ثم تُعرَّف معادلة يانغ-باكستر النظرية للمجموعات باستخدام الشكل البديل "الملتوي" أعلاه، مؤكدةً كما هو الحال في الخرائط علىويمكن اعتبار المعادلة حينها مجرد معادلة في فئة المجموعات .
أمثلة
- .
- أين، خريطة النقل.
- لوهو رف (يمين) ، إذنهو حل قائم على نظرية المجموعات لمعادلة YBE.
معادلة يانغ-باكستر الكلاسيكية
تمت دراسة حلول معادلة يونغ الكلاسيكية وتصنيفها إلى حد ما بواسطة بيلافين ودرينفيلد. [ 12 ] بالنظر إلى "معادلة كلاسيكية"-مصفوفة، والذي قد يعتمد أيضًا على زوج من الوسائط، معادلة YBE الكلاسيكية هي (مع كبح المعاملات) هذا تربيعي في-matrix، على عكس YBE الكمومي المعتاد الذي يكون مكعبًا في.
تنبثق هذه المعادلة من ما يسمى بالحلول شبه الكلاسيكية لمعادلة يانغ-بلان الكمومية، والتي فيهاتقبل المصفوفة - توسيعًا تقاربيًا بدلالة معامل التوسيع ثم تأتي صيغة YBE الكلاسيكية من قراءة...معامل YBE الكمومي (وتتحقق المعادلة بشكل بديهي عند رتب).
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ باكستر، آر جيه (1982). نماذج محلولة بدقة في الميكانيكا الإحصائية . دار النشر الأكاديمية. رقم ISBN 978-0-12-083180-7.
- ↑ جيمبو، م. (1989). "مقدمة لمعادلة يانغ-باكستر". المجلة الدولية للفيزياء الحديثة أ . 4 (15). وورلد ساينتيفيك: 3759-3777 . Bibcode : 1989IJMPA...4.3759J . doi : 10.1142/S0217751X89001503 .
- ↑ ماكغواير، ج. ب. (1964-05-01). "دراسة مسائل الأجسام المتعددة أحادية البعد القابلة للحل تمامًا". مجلة الفيزياء الرياضية . 5 (5). المعهد الأمريكي للفيزياء (AIP): 622-636 . Bibcode : 1964JMP.....5..622M . doi : 10.1063/1.1704156 . ISSN 0022-2488 .
- ↑ يانغ، سي إن (4 ديسمبر 1967). "بعض النتائج الدقيقة لمسألة الأجسام المتعددة في بُعد واحد مع تفاعل دالة دلتا التنافرية". رسائل المراجعة الفيزيائية . 19 (23). الجمعية الفيزيائية الأمريكية (APS): 1312-1315 . رمز Bibcode : 1967PhRvL..19.1312Y . doi : 10.1103/PhysRevLett.19.1312 . ISSN 0031-9007 .
- ↑ فادييف، إل دي (1996). "كيف تعمل فرضية بيث الجبرية للنماذج القابلة للتكامل". محاضرات ليه هوش حول التناظرات الكمومية : 149-219 .
- ↑ أونساغر، ل. (1944-02-01). "إحصاءات البلورات. الجزء الأول: نموذج ثنائي الأبعاد مع انتقال من حالة الترتيب إلى حالة الفوضى". مجلة Physical Review ، 65 ( 3-4 ). الجمعية الفيزيائية الأمريكية (APS): 117-149 . Bibcode : 1944PhRv...65..117O . doi : 10.1103/PhysRev.65.117 .
- ↑ باكستر، آر جيه (1972). "دالة التقسيم لنموذج الشبكة الثمانية الرؤوس". حوليات الفيزياء . 70 (1). إلسيفير: 193-228 . Bibcode : 1972AnPhy..70..193B . doi : 10.1016/0003-4916(72)90335-1 . ISSN 0003-4916 .
- ↑ زامولودتشيكوف، ألكسندر ب.؛ زامولودتشيكوف، أليكسي ب. (1979). "مصفوفات S المُحللة في بُعدين كحلول دقيقة لبعض نماذج نظرية الحقل الكمومي النسبية". حوليات الفيزياء . 120 (2). إلسيفير: 253-291 . Bibcode : 1979AnPhy.120..253Z . doi : 10.1016/0003-4916(79)90391-9 . ISSN 0003-4916 .
- ↑ زامولودتشيكوف، ألكسندر ب. (1979). "مصفوفة S المفككة المتناظرة Z4 في بعدين مكانيين-زمانيين". مجلة الاتصالات في الفيزياء الرياضية ، 69 (2). إلسيفير: 165-178 . رمز Bibcode : 1979CMaPh..69..165Z . doi : 10.1007/BF01221446 . ISSN 0003-4916 .
- ^ جوسيس، أأ (1966). "على المشغلين الشباب للمجموعة المتماثلة" (PDF) . ليتوفوس فيزيكوس رينكينيس . 6 . حكومة السودان. إزد-فو بوليت. أنا ناوش. الأدب.: 163 – 180.
- ↑ درينفيلد، فلاديمير (1992). المجموعات الكمومية : وقائع ورش العمل التي عُقدت في معهد أويلر الدولي للرياضيات، لينينغراد، خريف 1990. برلين: سبرينغر-فيرلاغ. doi : 10.1007/BFb0101175 . ISBN 978-3-540-55305-2تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 فبراير 2023 .
- ↑ بيلافين، أ.أ.؛ درينفيلد، ف.ج. (1983). "حلول معادلة يانغ-باكستر الكلاسيكية لجبر لي البسيط" . التحليل الوظيفي وتطبيقاته . 16 (3): 159-180 . doi : 10.1007/BF01081585 . S2CID 123126711. تاريخ الاسترجاع: 4 فبراير 2023 .
روابط خارجية
- "معادلة يانغ-باكستر" ، موسوعة الرياضيات ، دار نشر EMS ، 2001 [1994]
- ح.-د. دوبنر، ج.-د. هينيغ، محررون، المجموعات الكمومية، وقائع ورشة العمل الدولية الثامنة حول الفيزياء الرياضية، معهد أرنولد سومرفيلد، كلاوستال، FRG، 1989 ، سبرينغر-فيرلاغ برلين، ISBN 3-540-53503-9.
- فيجايانثي تشاري وأندرو بريسلي، دليل إلى المجموعات الكمومية ، (1994)، مطبعة جامعة كامبريدج، كامبريدج، رقم ISBN 0-521-55884-0.
- جاك إتش إتش بيرك وهيلين أو يانغ، "معادلات يانغ – باكستر"، (2006)، أرخايف : math-ph/0606053 .
- يانغ تشن نينغ
- الفئات المونيدية
- الميكانيكا الإحصائية
- نماذج قابلة للحل بدقة
- نظرية المجال المطابق
- معادلات الفيزياء
