Poisson-Klammern und Hamiltonsche Invarianten

Betrachten Sie diesen Hamilton-Operator mit zwei Freiheitsgraden,

H = Q 1 P 1 Q 2 P 2 A Q 1 2 + B Q 2 2 .

Definieren

A P 1 A Q 1 Q 2 B Q 1 Q 2 .

A , B , Und C sind Bewegungskonstanten (d.h { A , H } = { B , H } = 0 ), Aber C = { A , B } = 1 .

Wie könnte ich alle anderen Bewegungskonstanten von H finden (dh alle Funktionen F ( Q 1 , Q 2 , P 1 , P 2 , T ) mit { F , H } + F / T = 0 ), falls sie existieren?

Antworten (1)

Eigenständigere sollte es nicht mehr geben. Dies ist ein 4D-System im Phasenraum, also schneiden sich 3 unabhängige Phasenraumoberflächen (einschließlich des Hamilton-Operators) auf einer Linie – einer Trajektorie im Phasenraum. Eine andere unabhängige Konstante würde diese Trajektorie an einem Punkt schneiden und das System würde einfrieren, sodass alle PBs mit dem Hamilton-Operator verschwinden würden. (Notiz G = ( P 2 B Q 2 ) / Q 1 ist eine Invariante, aber nicht unabhängig, wie H = B ( A G ) .)

Solche Systeme sind maximal superintegrierbar und können auch durch Nambu Brackets beschrieben werden .

Speziell für dieses spezielle, degenerierte System,

D F D T = { F , H , B , A } = { F , H } { B , A } = { F , H } ,
eine inkompressible Strömung , wo z z ich ( Q 1 , P 1 , Q 2 , P 2 ) ,
{ F , H , B , A } ϵ ich J k l ich F J H k B l A .