Nichtautonome Hamiltonsche Strömung im Phasenraum ist volumenerhaltend

Wie beweist man das für ein System, dessen Hamiltonoperator explizit zeitabhängig ist ( H ( Q , P , T ) ), bleibt das Volumen eines Elements im Phasenraum erhalten, dh D v D T = 0 ?

Im Folgenden habe ich die Indizes von q und p aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen.

Für den autonomen Fall habe ich verwendet D ( δ v ) D T = ( F ) ( δ v ) Wo F = ( F 1 , F 2 ) Und Q ˙ = F 1 = H P Und P ˙ = F 2 = H Q und die Symmetrie der zweiten Ableitungen.
Ich bin mir nicht sicher, ob dieses Argument auf den nicht autonomen Fall übertragbar ist, da f im Allgemeinen kompliziert sein kann. Tut es ??
So bin ich vorangekommen
Q ( δ T ) = Q ( 0 ) + H P δ T + Ö ( ( δ T ) 2 ) Und
P ( δ T ) = P ( 0 ) H Q δ T + Ö ( ( δ T ) 2 ) . Behandeln Q ( T ) , P ( T ) Als neue Variablen nach der Transformation sind wir fertig, wenn wir die zeigen

D e T ( ( Q ( T ) , P ( T ) ) ( Q ( 0 ) , P ( 0 ) ) ) = 0 aber das erfordert

2 H P 2 2 H Q 2 = ( 2 H Q P ) 2 was ich nicht als wahr beweisen kann! Ich stecke hier fest .

Sind Sie sicher, dass die zu beweisende Aussage richtig ist und keine weiteren Annahmen erfordert?
Ich denke, es ist ausreichend. Im autonomen Fall ist es in Ordnung: Zeigen, dass die Divergenz von f = (f_1, f_2) = 0 ausreicht, wobei \frac{dq}{dt}=f_1 = \frac{\partial H}{\partial p} und \frac{ dp}{dt}= f_2= - \frac{\partial H}{\partial p} bezeichnet jeweils die Zeit. Für den nicht autonomen Fall bin ich durch Linearisieren (Höhere Potenzen von t weglassen) vorgegangen, kann aber nicht weiter fortfahren. Ich werde nur in den ursprünglichen Beitrag aufnehmen, wie ich vorangekommen bin und was noch zu zeigen ist.

Antworten (1)

Ich denke selten über zeitabhängige Hamiltonianer nach, also kann ich falsch liegen. Aber ich denke, dass der Standardbeweis des Satzes von Liouville für einen zeitabhängigen Hamilton-Operator gültig ist. Für eine vollständige Herleitung siehe Abschnitt. 3.2 von "Statistische Physik der Teilchen" von M. Kardar. Es gibt online PDFs. Das Wesentliche ist das Folgende: Sie haben bereits die Gesamtdifferenz (zur ersten Bestellung) erhalten δ T )

D Q μ ' = D Q μ + Q ˙ μ Q μ D Q μ δ T ,
Und
D P μ ' = D P μ + P ˙ μ P μ D P μ δ T ,
so dass nun das linearisierte Phasenraumvolumen ist
D Q μ ' D P μ ' = D Q μ D P μ [ 1 + ( 2 H Q μ P μ 2 H Q μ P μ ) δ T + Ö { δ T 2 } ] ,
aus den Hamilton-Gleichungen. Da die Phasenraum-Volumendifferenz unverändert bleibt, bleibt auch die volle Lautstärke unverändert.

omg, ich hatte den \delta t-Term vergessen. damit verschwindet das formidable Zeug.
Froh, dass ich helfen konnte!