Ich möchte nur sicherstellen, dass ich klar über kanonische Koordinaten und Transformationen in der Hamiltonschen Mechanik nachdenke.
Angenommen, wir haben ein Hamiltonsches System - Wo ist der Phasenraum ( , Obwohl ist nicht unbedingt global ein Kotangensbündel), ist die symplektische Struktur (nicht entartet, geschlossene 2-Form), und ist eine Funktion an dient als Hamiltonian. Nehmen wir nun an, wir haben zwei überlappende Koordinatendiagramme Und , für einige offen . Die Koordinatentransformation ist ein Symplektomorphismus, da es sich nur um die Identitätskarte handelt, die in verschiedenen Koordinaten ausgedrückt wird: genauer gesagt, trivial befriedigt . Aber wir würden eine solche Koordinatentransformation nicht als kanonisch bezeichnen, es sei denn Und waren beides kanonische Koordinaten (oder Darboux-Karten), richtig? Ein definierendes Kriterium für kanonische Transformationen, das in Physiktexten oft angegeben wird, ist beispielsweise, dass die Jacobi-Matrix der Transformation eine symplektische Matrix ist, die sogenannte symplektische Bedingung. Hier, ist nur dann eine symplektische Matrix, wenn beides gilt Und sind kanonische Koordinaten. Können wir also schlussfolgern, dass nicht alle Symplektomorphismen kanonische Transformationen sind?
Symplektomorphismen ist einer mögliche Definition kanonischer Transformationen (CT), verwendet zB von VI Arnold, vgl. zB dieser Phys.SE Beitrag.
Genauer gesagt: Symplektomorphismen auf a -dimensionale symplektische Mannigfaltigkeit kommen in verschiedenen Versionen:
mit oder ohne explizite Zeitabhängigkeit. (In dieser Phys.SE-Antwort diskutieren wir der Einfachheit halber nur den Fall ohne explizite Zeitabhängigkeit.)
lokal vs. global definiert.
aktives vs. passives Bild.
I) In der Mathematik ist ein aktiver globaler Symplektomorphismus eine Karte so dass . Solche Karte ist offensichtlich unabhängig von Koordinatensystemen.
Aufgrund des Darboux-Theorems können (und werden wir der Einfachheit halber) jedoch einen Atlas wählen
In Darboux-Koordinaten
Lassen
Ein Symplektomorphismus dann befriedigt
II) Im Gegensatz dazu wird in der Physik ein Symplektomorphismus oft als passive Koordinatentransformation formuliert aus (einer Teilmenge von) zu (einer Teilmenge von) , so dass
Dieser letztere Begriff ist koordinatenabhängig.
III) Es scheint, dass die Beispiele von OP die beiden Fälle I und II verschmelzen.
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Beachten Sie, dass in der Literatur mehrere nicht äquivalente Definitionen von CTs vorkommen, vgl. zB dieser Phys.SE Beitrag.
QMechaniker
Kosmas Zachos