역학, 고전 및 양자

[메시지] 최종 업데이트 제작: 금, 17 4월 2026    소스
 

QM

미분 지오미터’s 접근

Prerequisites:

  1. Stokes에 대한 기본적인 이해’ 미분 외장 텐서 대수학의 정리 nn-차원 매니폴드 MM.

  2. 기본 Riemannian 기하학에 노출, 아인슈타인 / PAIN 표기법을 포함한 로컬 좌표의 esp.

  3. Brownian Motion 및 Martingale Theory를 포함한 Smooth 및 Stochastic Dynamical Systems에 대한 관심.

고전 역학

해밀턴-자코비/라그랑주 형식주의

코탄젠트 번들 메커니즘

부드러운 Hamiltonian 정의 H:TqMRR\mathcal H:T_q^{*}M\oplus\Reals\rightarrow\Reals 기준 H(p,q,t)\mathcal H(p,q,t).

허가 θ:=p dqH(p,q,t) dtT(TMR)\theta := p\ dq - \mathcal H(p,q,t)\ dt\in T^*(T^*M\oplus\Reals).

정의 SH(γ):=γθ\mathcal S_\mathcal H(\gamma) := \int_\gamma \theta 부드러운 γ:[0,t]TMR\gamma:[0,t]\rightarrow T^{*}M\oplus\Reals.

두 개의 커브가 γ1,γ2\gamma_1, \gamma_2 정확히 동일한 경계 끝점을 가지며 역구성별로 빼기를 정의합니다. γ1γ2\gamma_1 - \gamma_2 순회에 의해 정의된 닫힌 루프입니다. γ1\gamma_1 앞으로의 방향, 그리고 γ2\gamma_2 반대로. 허가 SS 이 닫힌 반복에 의해 경계되는 어떤 2 차원 표면든지: γ1γ2=S\gamma_1 - \gamma_2 = \partial S. 그래서

SH(γ1)SH(γ2)=γ1γ2θ=Sθ=Sdθ\begin{aligned} \mathcal S_\mathcal H(\gamma_1) - \mathcal S_\mathcal H(\gamma_2) &= \int_{\gamma_1 - \gamma_2}\theta \\ &= \int_{\partial S}\theta\\ &= \int_S d\theta \end{aligned}

의해 stokes’ 정리

이러한 표면의 여부와 상관없이 SS 실제로 존재하고, 행동을 위해 SH\mathcal S_\mathcal H 의 끝점에만 종속됩니다. γ\gamma반드시 다음과 같은 첫 번째 주문 조건이 있어야 합니다. dθd\theta 사라짐 γ\gamma.

허가 ωH:=dθ=dpdqdHdt2T(TMR)\omega_\mathcal H := d\theta = dp\wedge dq - d\mathcal H \wedge dt\in\bigwedge^2T^*(T^*M\oplus\Reals).

ωHγ=p˙ dtdq+q˙ dpdtHpdpdtHqdqdt=(p˙iHqi)dqidt+(q˙iHpi)dpidt\begin{aligned} \omega_\mathcal H|_\gamma &= \dot{p}\ dt\wedge dq + \dot{q}\ dp\wedge dt - \frac{\partial \mathcal H}{\partial p}dp\wedge dt - \frac{\partial \mathcal H}{\partial q}dq\wedge dt \\ &= (-\dot{p}_i - \frac{\partial \mathcal H}{\partial q^i}) dq^i \wedge dt+ (\dot{q}^i - \frac{\partial \mathcal H}{\partial p_i}) dp_i\wedge dt \end{aligned}

ωHγ=0    γ(t)\therefore \omega_\mathcal H|_\gamma = 0 \iff \gamma(t) 해밀턴-자코비 방정식(Hamilton-Jacobi Equations)

p˙=Hqq˙=   Hp\begin{aligned} \dot p &= -\frac{\partial \mathcal H}{\partial q} \\ \dot q &= \ \ \ \frac{\partial \mathcal H}{\partial p} \end{aligned}

    γ:[0,t]TMR\iff \gamma:[0,t]\rightarrow T^*M\oplus\R 은(는) 작업에 대한 정상 곡선입니다. SH(γ)=γθ\mathcal S_\mathcal H(\gamma)=\int_\gamma \theta.

레전드르 변환

시기 H\mathcal H 볼록 위치 pp, q˙TqM ! p=pmax(q˙)\forall \dot{q} \in T_q M\ \exists !\ p=p_{max}(\dot q) 만족 q˙=Hp(pmax,q,t)\dot{q} = \frac{\partial \mathcal H}{\partial p}(p_{max},q,t). (연속) Legendre 변환을 정의합니다. L\mathcal LH\mathcal H:

L(q˙,q,t):=maxppq˙H(p,q,t)=pmax(q˙)q˙H(pmax(q˙),q,t)SL(π(γ))=π(γ)L(q˙,q,t) dt\begin{aligned} \mathcal{L}(\dot q,q,t) &:= \max_p p\dot{q} - \mathcal H(p,q,t) \\&= p_{max}(\dot q)\dot q - \mathcal H(p_{max}(\dot q),q,t) \\ \mathcal S_\mathcal{L}(\pi(\gamma)) &= \int_{\pi(\gamma)} \mathcal{L}(\dot q, q, t)\ dt \end{aligned}

Lagrangian representation of the Action의 약어입니다. π:TMRMR\pi: T^*M\oplus\Reals \rightarrow M\oplus\Reals (forgetful) 섬유 투사 연산자 (p,q,t)(q,t)(p,q,t)\mapsto (q,t).

최소 행동의 원칙

최소 행동의 원칙은 단순히 자연의 고전 역학 자체가 최소화하는 궤적을 선택하는 경향이 있다고 주장한다. SL\mathcal S_\mathcal{L}.

일반적으로 이 청구는 거짓입니다. 상기 고정 곡선은 The fixed curves of SH\mathcal S_\mathcal H 항상 발견하는 것이 흥미롭고 떠나는 곡선과 동일합니다. SL\mathcal S_\mathcal{L} 고정. 로컬에서 정지 궤적에 대한 차등 방정식은 동일합니다, 등 SH=SL\mathcal S_\mathcal H = \mathcal S_\mathcal{L} 그 커브에 라그랑기 공식에서 이러한 공변 방정식은 오일러-라그랑기 방정식(Euler-Lagrange Equations)으로 알려져 있다. (dLdt)π(γ)=0:(d\mathcal{L}\wedge dt)|_{\pi(\gamma)} = 0:

Lq=ddtLq˙\frac{\partial \mathcal L}{\partial q} = \frac{d}{dt}\frac{\partial \mathcal L}{\partial \dot q}

두 번째 순서의 ODE tq(t)t \mapsto q(t)그래서, 2dimM+12\dim M+1 초기 조건 (q˙0,q0,t0)(\dot q_0, q_0, t_0)해밀턴-자코비 방정식과 마찬가지로. Picard-Lindelöf 정리에 의해,이 방정식은 초기 가치 문제로 프레임 할 때 지역적으로 독특한 솔루션을 가지고 있습니다.

하지만 흥미로운 점은 SL(πγ)\mathcal S_\mathcal L(\pi\circ\gamma) 우리가 독특하게 정의 할 수있을 때 자신을 드러냅니다. πγ\pi\circ\gamma 끝점을 기반으로 암시적으로 수행 (q0,t0)(q_0, t_0)(qf,tf)(q_f, t_f)따라서 이 경계 값 문제를 초기 값 문제*로 변환해야 합니다. 다시 말해, 우리는 q˙0\dot q_0 그것은 목표를 달성 할 것입니다. (qf,tf)(q_f, t_f) 고정 원곡선(고유?) πγ\pi\circ\gamma 오일러-지연 방정식을 해결합니다. 이런 식으로 우리는 생각할 수 있습니다. S=S(q0,t0,qf,tf)\mathcal S = \mathcal S(q_0,t_0, q_f, t_f) 전환 함수로, 고정 옵션에 종속되지 않는다고 가정합니다. πγ\pi\circ\gamma그리고 그런 a γ\gamma 실제로 전환점 쌍을 연결하는 부드러운 곡선의 솔루션 공간에 존재합니다. 국소적으로, 이것은 암시적 기능 정리(Implicit Function Theorem)의 적용이지만, 전 세계적으로, 이러한 것들을 건설하는 위상적 장애물이 있을 수 있다. γ\gamma.

허가’한 걸음 물러서서 더 간단한 것을 정의하십시오. “가로” 리프트 A=q˙π1:TqMRTqMR\mathcal A=\dot q\oplus \pi^{-1}:T_{q} M\oplus \Reals \rightarrow T_{q}^{*}M\oplus \Reals 할당

(q˙,q,t)(pmax(q˙),q,t) .(\dot q, q,t)\mapsto (p_{max}(\dot q), q, t)\ .

이제 우리는 모든 “예상” 부드러운 곡선(정지 곡선뿐만 아니라) γ~:[0,t]MR\tilde\gamma:[0,t]\rightarrow M\oplus\R:

SL(γ~)=SH(Aγ~) .\begin{aligned} \mathcal S_\mathcal{L}(\tilde\gamma) &= \mathcal S_\mathcal H(\mathcal A\circ \tilde\gamma) \ . \end{aligned}

Note: 볼록성 제약 조건 H\mathcal H 고유 항목이 있는지 확인합니다. pmax(0)p_{max}(0) 이러한 고정 곡선 wiith q˙=0\dot q = 0. 이 부분의 본문은 고정 곡선입니다. γ\gamma *의 섬유 안에 포함된 지속적인 움직임이 없습니다 *π1\pi^{-1}그래서 일반성의 손실없이 우리는 단순히 비 정지 고려 γ~\tilde \gamma 그들을 들어 올려 A\mathcal A 적합한 커브 클래스로 “통합” 나중에.

이차형 양식 매직, 파트 1

시기 H(p,q,t)\mathcal H(p,q,t)’초 pp-dependence (일명 운동 에너지 성분)는 비 퇴행성, 대칭 이차적인 모양입니다, 우리는 의사 리만 미터법으로 그것을 대표할지도 모릅니다 [gij]:MRTMTM[g^{ij}]: M\oplus\Reals\rightarrow TM\odot TM 역방향 [gij]:MRTMTM[g_{ij}]: M\oplus\Reals\rightarrow T^{*}M\odot T^{*}M. 로컬 좌표의 Legendre Transform은 다음과 같이 관련됩니다.

HV(p,q,t)=12 gij(q,t) pipj+V(q,t)    LV(q,q˙,t)=12 gij(q,t)q˙iq˙jV(q,t) .\begin{aligned} \mathcal H^\mathcal V(p,q,t) &= \frac{1}{2}\ g^{ij}(q,t)\ p_ip_j + \mathcal V(q,t) \implies\\ \mathcal{L}^\mathcal V(q,\dot q, t) &= \frac{1}{2}\ g_{ij}(q,t)\dot{q}^i\dot{q}^j - \mathcal V(q,t)\ . \end{aligned}

Levi-Civita 연결’s 크리스토펠 기호 gg 코줄 공식(Koszul Formula).

Γijk=12gka(igja+jgiaagij)Γkij=12gka(igja+jgiaagij).\begin{aligned} \Gamma^k_{ij} &= \frac{1}{2} g^{ka}(\partial_i g_{ja} + \partial_j g_{ia} - \partial_a g_{ij})\\ \Gamma_k^{ij} &= \frac{1}{2}g_{ka}(\partial^ig^{ja} + \partial^j g^{ia} - \partial^ag^{ij}). \end{aligned}

포함 i:=qi\partial_i := \frac{\partial}{\partial q^i}i:=gijj\partial^i := g^{ij}\partial_j. 연계된 공변량 파생상품 \nabla 로컬 좌표에서

aiibjj=dbj(aii)j+Γijkaibjk , orij=Γijkk , and contravariantlyij=Γkijk, so=d+Γ\begin{aligned} \nabla_{a^i\partial_i} b^j\partial_j &=d b^j(a^i\partial_i)\partial_j + \Gamma_{ij}^k a^ib ^j\partial_k\ ,\text{ or}\\ \nabla_{\partial_i}\partial_j &= \Gamma_{ij}^k\partial_k \text{ , and contravariantly}\\ \nabla_{\partial^i}\partial^j &= \Gamma^{ij}_k\partial^k \text{, so} \\ \nabla &= d + \Gamma \end{aligned}

모든 텐서 필드. 특히 Γ\Gamma 대칭 위치 (i,j)(i, j); 및 [gij]=[gij]=0\nabla [g_{ij}] = \nabla [g^{ij}] = 0.

일화적으로, Riemann-Christoffel 곡률 텐서는

Rρσμν=μΓρνσνΓρμσ+ΓρμλΓλνσΓρνλΓλμσ\mathcal R^{\rho }{}_{\sigma \mu \nu }=\partial _{\mu }\Gamma ^{\rho }{}_{\nu \sigma }-\partial _{\nu }\Gamma ^{\rho }{}_{\mu \sigma }+\Gamma ^{\rho }{}_{\mu \lambda }\Gamma ^{\lambda }{}_{\nu \sigma }-\Gamma ^{\rho }{}_{\nu \lambda }\Gamma ^{\lambda }{}_{\mu \sigma }

지연 승수 켜짐 H\mathcal H 브랜드명 상품명 Infinitesimal Translations on L\mathcal L

또한 H=HB\mathcal H = \mathcal H_B 추가 속도 필드 구성요소가 있습니다. B(q,t)TqM\mathcal B(q,t)\in T_qM, 즉 선형 기능 pTqMp\in T^{*}_qM, 우리는 광장을 완료 할 수 있습니다 다시 계산 LB\mathcal{L}_B 의 관점에서 L\mathcal L:

HB(p,q,t)=H+Bp    LB(q˙,q,t)=maxpp(q˙B)H =L(q,q˙B,t)                        HB=12 gijpipj+pB+V    LB =LgijBiq˙j+12 gijBiBj      \begin{aligned} \mathcal H_\mathcal B(p,q,t) &= \mathcal H + \mathcal Bp \implies\\ \mathcal L_\mathcal B(\dot q,q,t) &=\max_p p(\dot q - \mathcal B) - \mathcal H\\ &\ \begin{equation} \tag{A}= \mathcal{L}(q,\dot{q}-\mathcal B, t)\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \end{equation}\\ \mathcal H_\mathcal B &= \frac{1}{2}\ g^{ij}p_ip_j + p\mathcal B + \mathcal V \implies\\ \mathcal L_\mathcal B &\ \begin{equation}\tag{B}= \mathcal L - g_{ij}\mathcal B^i\dot q^j + \frac{1}{2}\ g_{ij}\mathcal B^i\mathcal B^j\ \ \ \ \ \ \end{equation} \end{aligned}

여기서 Lagrange Multiplier 간의 연결을 확인합니다. B\mathcal B 켜기 H\mathcal H 그리고 그것의 동등한 표현은 무한한 드리프트로 L\mathcal L. 컨텍스트화 B\mathcal B 나머지 부분에서 다양한 유용한 방법으로. 두 표현식 모두 (A)(A)(B)(B) 대상 LB\mathcal{L}_\mathcal B 방정식 매우 중요합니다.

수평 상승 A\mathcal A

시작일 Hpi(p,q,t)=gijpj    2Hpipj=gij\frac{\partial \mathcal H}{\partial p_i}(p,q,t) = g^{ij}p_j \implies \frac{\partial^2\mathcal H}{\partial p_i \partial p_j} = g^{ij}, 수평 리프트를 명시적으로 계산할 수 있습니다.

pmaxi=gijq˙j=Lq˙i    A(q˙,q,t)=([g]q˙,q,t) .\begin{aligned} {p_{max}}_i &= g_{ij}\dot q^j = \frac{\partial \mathcal L}{\partial \dot q_i}\implies \\ \mathcal A(\dot q, q, t) &= ([g] \dot q, q, t)\ . \end{aligned}

시기 gijg^{ij} 긍정-무한, 그래서 그것의 역입니다, 이는의 운동 에너지 구성 요소를 의미 SL(γ~)=SH(Aγ~)\mathcal S_\mathcal L(\tilde\gamma) = \mathcal S_\mathcal H(\mathcal A\circ\tilde\gamma) 실제 Riemannian 측정항목과 관련된 고정 곡선에서 최소화된 로컬입니다.

방정식에 의하여 (12) (A),(B)(A), (B)오일러-라그랑주 방정식 Euler-Lagrange Equations for LBV\mathcal L^\mathcal V_\mathcal B 다음과 같이 하십시오.

12igjk(q˙jBj)(q˙kBk)iV=ddtgij(q,t)(q˙jBj)=p˙maxBi ,iV=12(igjk)(q˙jBj)(q˙kBk)gjk(iBj)(q˙kBk)+ddt(q˙iBi)+gijgjkt(q˙kBk)V(q,t)=q˙B(q˙B)tB+(t[logg])(q˙B) .         \begin{aligned} \frac{1}{2}\partial_i g_{jk}(\dot q^j-\mathcal B^j)(\dot q^k -\mathcal B^k)-\partial_i \mathcal V &= \frac{d}{dt}g_{ij}(q,t)(\dot q^j - \mathcal B^j) = {\dot p^\mathcal B_{max}}_i\ ,\\ - \partial^i \mathcal V &= \frac{1}{2} (\partial^i g_{jk})(\dot q^j-\mathcal B^j) (\dot q^k-\mathcal B^k) - g_{jk}(\partial^i\mathcal B^j)(\dot q^k - \mathcal B^k) + \frac{d}{dt} (\dot q^i - B^i) + g^{ij}\frac{\partial g_{jk}}{\partial t}(\dot q^k -\mathcal B^k)\\ -\nabla\mathcal V(q,t)&\begin{equation}\tag{C}=\nabla_{\dot q-\mathcal B} (\dot q - \mathcal B) -\partial_t \mathcal B +(\partial_t [\log g])(\dot q-\mathcal B) \ .\ \ \ \ \ \ \ \ \ \end{equation} \end{aligned}

이것들은 정확히 **뉴턴’모션의 법칙 (Law of Motion) F/m=aF/m = a 포함 t:=t\partial_t := \frac{\partial}{\partial t} 잠재적인 에너지에 따라 V\mathcal V 및 velocity field B\mathcal B시간 종속 설정의 경우

심플렉틱 기하학

공칭 매니폴드 NN 은(는) 연속 번들의 빼기입니다. T(MR)T^*(M\oplus \Reals), 닫힌, 비degenerate 2 모양으로 ω2TN\omega \in \bigwedge^2T^*N. NN이 범주의 isomorphisms 보존 ω\omega.

필요 dω=0d\omega = 0 잠재적인 로컬 통합성 조건임 θ\theta 만족 dθ=ωd\theta = \omega의 위상 구속조건이 있을 수 있습니다. ω\omega’글로벌 통합성

우리가 역학에 관심이있는 것은 행동입니다. S(γ)=γθ\mathcal S(\gamma) = \int_\gamma \theta그래서 우리는이 기사에서 코탄젠트 번들에 초점을 맞추고 있습니다. 여기서 적합한 θ\theta 함수의 관점에서 분류하는 것은 매우 간단합니다. H\mathcal H 켜기 NN. 당연히 Wick-rotated θ\theta 상기 범용 커버는 The universal cover of NN phase의 통합성 조건(즉, θ\theta 복합 라인 번들에 값이 있는 경우 NN의 일관된 값을 제공하기 위해, 그리고 상상의 부분에 초점을 맞춥니다. eSe^\mathcal S 다음으로 내림 NN.

자연적인 symplectic 양 모양 ωn/n!\omega^n/n!

포아송 브래킷과 거짓말 그룹

양자역학

고전 역학이 최소 동작의 원리를 충족하는 곡선을 찾는 경우 Quantum Dynamics는 전체 클래스의 (일반적으로) 고정되지 않은 곡선에 대한 값을 통합하면서 동작의 지수에 관한 것입니다. “무한 치수 Lebesgue 측정” Ddtγ~\mathcal D_{dt}\tilde \gamma,

실제로는 오직 Gaussian “커플링”

{γ~}eSLBV(γ)Ddtγ~\int_{\set{\tilde \gamma}} e^{-\mathcal S_{\mathcal L_\mathcal B^{\mathcal V}}(\gamma)}\mathcal D_{dt}\tilde \gamma

일부에서 a(복잡한 값) 측정으로 해석이 필요합니다. {γ~}\set{\tilde \gamma} 그러나이 건설은 점점 더 정교한 사례의 시리즈로서 앞으로 우리의 초점이 될 것입니다. 그것이 무엇이 되었든 간에, 실제 가치는 S\mathcal S 그 커브에서 \infty을(를) 취소하려면 \infty* 의 “시간부 정규화자” 내재된 dtdt 요소 Ddtγ~\mathcal D_{dt}\tilde \gamma. 근사값의 수렴에 영향을 미치는 근사값을 구성하는 데에는 여러 가지 선택이 있지만, 사소한 계산 가능한 경우의 기하학적 불변성에 초점을 맞추어 모든 항목을 자세히 설명하겠습니다.

액션의 가치는

그 위에 너무 좋은 점을 두지 말고, 고전적인 역학은 액션을 끝의 수단으로 정의합니다. 그것은 자신의 실제 가치 의 의미에 대한 어떤 이해에 오는 것에 결코 관심이 없습니다. 우리는 단지 우리가 생각할 수 있도록 필요한 미분 방정식을 구성하기 위해 그것을 사용합니다. S\mathcal S stationary curves를 통해 끝점 사이의 전환 기능입니다. 고정 요구 사항을 통해 해석 가능 S\mathcal S 경로 변수 표현으로, 그러나 우리는 그것의 실제적인 가치에 관하여 결코 신경 쓰지 않았다. 이것이 θθ+df\theta \mapsto \theta + df 일부 fC(TM)f \in C^\infty(T^*M) 게이지 변수 변환으로 간주됩니다. 클래식 모션 방정식은 다음과 같이 변경되지 않습니다. ff.

우리는 Quantum Dynamics에 있습니다!

자연(공변량) 경로 완전 양자화

광장과 Lebesgue 측정 (섬유의 섬유)의 번역 불변을 완료함으로써 TMT^*M), 다음 사항을 기억하십시오.

nRnepiq˙iΔt122gijpipjΔtdp1dpn=nRne122gij(pigikq˙k/)(pjgjkq˙k/)Δtdp1dpne122gijq˙iq˙jΔt=e122gijq˙iq˙jΔt(2πΔt)ndetgij\hbar^n\int_{\Reals^n} e^{ p_i\dot q^i\Delta t - \frac{1}{2}\hbar^2 g^{ij}p_ip_j\Delta t}dp_1\dots dp_n = \hbar^n\int_{\Reals^n} e^{-\frac{1}{2}\hbar^2 g^{ij}(p_i - g_{ik}\dot q^k/\hbar)(p_j - g_{jk}\dot q^k/\hbar)\Delta t} dp_1\dots dp_n \cdot e^{\frac{1}{2\hbar^2}g_{ij}\dot q^i\dot q^j\Delta t} = \frac{e^{\frac{1}{2\hbar^2}g_{ij}\dot q^i\dot q^j\Delta t}}{\sqrt{(2\pi\Delta t)^n \det g^{ij}}}

Feynman Path Integral 표현식은 quadratic Kinetic Energy 사례에서 도덕적으로 동등합니다(아직 공식적으로 무한함).

{γ}eSHBV(γ)DdtγR2ne(pq˙HBV(p,q,t))Δtω0n/n!=1(2πΔt)nRneLBV(q˙,q,t)Δtdetgij dq1...dqn{γ~}eSLBV(γ~)Ddtγ~ .\begin{aligned} \int_{\set{\gamma}} e^{\mathcal S_{\mathcal H^\mathcal V_\mathcal B} (\gamma)} \mathcal D_{dt}\gamma &\approx \int_{\Reals^{2n}} e^{(p\dot q - \mathcal H^\mathcal V_\mathcal B(p,q,t))\Delta t}\omega_0^n/n!\\ &= \frac{1}{\sqrt{(2\pi\Delta t)^n}}\int_{\Reals^n}e^{\mathcal L^{\mathcal V}_\mathcal B(\dot q, q, t)\Delta t}\sqrt{\det g_{ij}}\ dq^1...dq^n\\ &\approx \int_{\set{\tilde \gamma}} e^{\mathcal S_{\mathcal L^{\mathcal V}_\mathcal B}(\tilde \gamma)} \mathcal D_{dt}\tilde \gamma \ . \end{aligned}

따라서 윅 회전과 플랑크 상수에 의한 벡터 배율 조정 =h/2π\hbar = h/2\pi보내는 중 dt/i dt, pp, q˙q˙/, BB/dt\mapsto \hbar/i\ dt, \ p\mapsto \hbar p, \ \dot q\mapsto \dot q/\hbar,\ \mathcal B\mapsto \mathcal B/\hbar:

{γ}e/i SHB/V(p,q,t)(γ)D/i dtγ{γ~}e/i SLB/V(q˙/,q,t)(γ~)D/i dtγ~={γ~}eiSLB2V(q˙,q,t)(γ~)D/i dtγ~ .\begin{aligned} \int_{\set{\gamma}}e^{\hbar/i\ \mathcal S_{\mathcal H_{\mathcal B/\hbar}^{\mathcal V}(\hbar p, q, t)}(\gamma)}\mathcal D_{\hbar/i\ dt}\gamma &\approx \int_{\set{\tilde\gamma}} e^{\hbar/i \ \mathcal S_{\mathcal L_{\mathcal B/\hbar}^{\mathcal V}(\dot q/\hbar,q, t)}(\tilde \gamma)}\mathcal D_{\hbar/i\ dt}\tilde\gamma\\ &= \int_{\set{\tilde \gamma}}e^{-\frac{i}{\hbar}\mathcal S_{\mathcal L^{\hbar^2 \mathcal V}_{\mathcal B}(\dot q, q, t)}(\tilde \gamma)}\mathcal D_{\hbar/i\ dt}\tilde\gamma\ . \end{aligned}

그래서 우리가 방정식의 오른쪽을 근사하고 싶을 때 고정상(Semi-classical limit) 0\hbar\downarrow 0), 우리는 오일러-라그랑주 방정식을 해결하기 위해 기억해야합니다 (14) (C)(C) 포함 V2V0\mathcal V \mapsto \hbar^2 \mathcal V\approx 0.

슈뢰딩거 양자화

H(p,q) =T(p,q)+V(q) , where T=12gij(q)pipj    eit/H^ψ>:=eit/(22ΔM+V)ψ>    iddtψ> =22ΔMψ>+Vψ>\begin{aligned} \mathcal H(p,q) &\ = \mathcal T(p,q) + \mathcal V(q)\ \text {, where } \mathcal T = \frac{1}{2}g^{ij}(q)p_ip_j \implies \\ e^{-it/\hbar \hat{\mathcal H}}\ket{\psi} &:= e^{-it/\hbar(-\frac{\hbar^2}{2} \Delta_M + \mathcal V)} \ket{\psi} \implies \\ i\hbar \frac{d}{dt}\ket{\psi} &\ = -\frac{\hbar ^2}{2}\Delta_M \ket{\psi} + \mathcal V\ket{\psi} \end{aligned}

(ΔM\Delta_M Laplace-Beltrami Operator의 약어입니다. gg)는 선형 차등 연산자입니다. 요점은 솔루션이 분석이라는 것입니다. tt 상기 상부 하프플레인은, The upper half-plane, dti/ dt, pp/dt\mapsto i/\hbar\ dt,\ p\mapsto p/\hbar Wick-unrotated diffusion equation의 발음을 Wick-unrotated diffusion equation [en]

ddtetH^ψ>=(12ΔMV)etH^ψ> .\frac{d}{dt}e^{-t\hat{\mathcal H}}\ket{\psi} = (\frac{1}{2}\Delta_M - \mathcal V) e^{-t\hat{\mathcal H}}\ket{\psi} \ .

이것은 샘플 경로 기반 확률 분석에 amenable 형식이며, 타원 확산 방정식에 대한 솔루션의 분석 연속과 Feynman Path-Integrals를 전체 오른쪽 반평면에 정렬하는 의미있는 방법을 제공합니다. 본질적으로, 우리는 잘 정의되어있을 것입니다 “측정-이론” 오른쪽 절반 평면에서 경계 선형 연산자 세트로 분석 맵 H=L2(M,g)\mathscr H = L^2(M,g)슈뢰딩거 방정식(Schrödinger Equation)’s Unitary Evolution 연산자는 가상 행의 경계 값입니다. it ,tRit\hbar\ ,t\in\Reals. 폰 노이만(Von-Neumann)을 이해하는 데 도움이 된다.’s 폐쇄, 무제한 자기 합동 연산자의 조화 분해에 대한 스펙트럼 정리 (예 : ΔM\Delta_M) 켜짐 H\mathscr H, 그것’이 문서의 나머지 부분에는 필요하지 않습니다.

즉, 방정식 (17)의 역학을 연구하기에 충분하며, 일단 제안 경로 적분 표현의 명시적 정의와 관련된 미묘함을 명확히 한 것입니다.

Itô/Stratonovich/Malliavin SDE semimartingale calculus를 전체 천에서 재설계하는 대신, 우리는 일반적인 이론으로 우리를 수행 할 일련의 간단한 (평면 미터법) 예제를 진행할 것입니다.

하루가 끝나면 Feynman Path-Integral Quantization이 Schrödinger Quantization과 일치하거나 최소한 deviation을 이해하기를 원할 것입니다. 특히, 우리는 Schrödinger PDE를 생성하기 위해 Semiclassical Approximation이 필요합니다 o(t)o(t) 기준 t0t\downarrow 0.

그것이 밝혀지면, 여전히 논란이 있습니다. V\mathcal V 메트릭이 평평하지 않을 때의 용어입니다. 우리는 비 플랫 메트릭에 대한 알려진 (Selberg 같은) 합산 공식과 관련하여 아래에서이 문제를 전체적으로 탐구합니다.

Feynman-Kac 공식

대상 VC(M)V \in C^\infty(M)Baker-Campbell-Hausdorff 공식:

eit/ΔM/2eit/V=eit/(ΔM/2+Vit/4[ΔM,V]+O(t2))e^{-it/\hbar -\Delta^\hbar_M/2} e^{-it/\hbar V} = e^{-it/\hbar(-\Delta^\hbar_M /2 + V - it/4\hbar [\Delta^\hbar_M,V] + O(t^2))}

Feynman-Kac Formula는 유클리드 공간에서 Brownian Motion의 경로 통합 공식에서 나옵니다. 이것의 핵심은 우리가 집중할 수 있다는 것입니다. V=0\mathcal V = 0 그래서 우리는 앞으로 나아갈 것입니다.

병렬 전송 기하학 Γ^\hat\Gamma

벡터 사용 위치 vTqMv \in T_qM. 병렬 전송 Γ^t(γ)vTγ(t)M\hat\Gamma_t(\gamma)v \in T_{\gamma(t)}M 선형 첫 번째 순서 ODE를 해결하여 얻을 수 있는 벡터입니다.

v(0)=vγ˙(t)v˙=0\begin{aligned} v(0) &= v \\ \nabla_{\dot \gamma(t)}\dot v &= 0 \end{aligned}

특히 γ˙Γ^t(γ)=0\nabla_{\dot \gamma}\hat\Gamma_t(\gamma) = 0및 곡률 텐서 R(X,Y)=[X,Y][X,Y]\mathcal R(X,Y) = [\nabla_X,\nabla_Y] - \nabla_{[X,Y]} 의 첫 번째 순서 종속성을 측정합니다. Γ^\hat \Gamma 원곡선 선택 시 γ\gamma 끝점을 연결합니다. R=0    Γ^t\mathcal R = 0 \iff \hat\Gamma_t 의존하지 않음 γ\gamma.

다시 말해서, 우리가 병렬 전송을 무한한 움직임으로 분해하려고한다면 B\mathcal B^\perp 영문상품명 : Infintitesimal Movement B\mathcal B방정식은 다음과 같습니다.

Γ^(γ)=Γ^(γB)Γ^(γB)12R(γ˙B,γ˙B)dt+O(dt2) γ˙Γ^(γ)=γ˙BΓ^(γB)+γ˙BΓ^(γB)12R(γ˙B,γ˙B)=0\begin{aligned} \hat\Gamma(\gamma) &= \hat\Gamma(\gamma|_\mathcal B)\hat\Gamma(\gamma|_{\mathcal B^\perp}) - \frac{1}{2}\mathcal R(\dot{\gamma}|_\mathcal B, \dot{\gamma}|_{\mathcal B^\perp})dt + O(dt^2) \ \\ \nabla_{\dot \gamma}\hat\Gamma(\gamma) &= \nabla_{\dot \gamma|_\mathcal B}\hat\Gamma(\gamma|_{\mathcal B^\perp}) + \nabla_{\dot \gamma|{\mathcal B^\perp}}\hat\Gamma(\gamma|_{\mathcal B}) - \frac{1}{2}\mathcal R(\dot\gamma|_\mathcal B,\dot{\gamma}|_{\mathcal B^\perp}) = 0 \end{aligned}

세미클래스 기계공

Semiclassical Asymptotics는 플랫 매니폴드에 대한 정확한 해결책입니다.

방정식 (16)의 오른쪽은 일정한 계수를 위한 열 커널의 정확한 공식화입니다 (에서 qq 측정항목 gijg_{ij}. 모든 플랫 매니폴드’s 보편적인 덮개 isometric 유클리드 공간에 어디에 gij=δijg_{ij} = \delta_{i-j}.

이것은 **표준에 대한 히트 커널입니다. nn- 차원 Brownian 운동.

허가’이 경우 transition function을 기억하십시오. SL(q0,t0,qf,tf)=ρ2(q0,qf)/2(tfti)\mathcal S_\mathcal L(q_0,t_0, q_f, t_f) = \rho^2(q_0, q_f)/2(t_f - t_i)여기서 ρ\rho 사이 Riemannian 거리 q0q_0qfq_f.
허용 q2=qq||q||^2 = q\cdot q 유클리드 규범의 사각형이 되십시오. qq:

RHSt16(q0,qf):=eSL(q0,0,qf,t)(2πt)ng(qf)R=0     =eqfqi22t(2πt)n =RnRHSs16(qi,q) RHSts16(q,qf) dq1...dqn s(0,t)\begin{aligned} RHS^{16}_t(q_0,q_f) &:= \frac{e^{-\mathcal S_\mathcal L(q_0, 0, q_f, t)}}{\sqrt{(2 \pi t)^n}} \sqrt{g(q_f)}\\ \mathcal R=0 \implies \\ &\ = \frac{e^{\frac{-||q_f - q_i||^2}{2t}}}{\sqrt{(2\pi t)^n}} \\ &\ = \int_{\Reals ^n}RHS^{16}_{s}(q_i, q)\ RHS^{16}_{t-s}(q, q_f)\ dq^1...dq^n\ \forall s\in (0, t) \end{aligned}

왜 마지막 방정식은 사실입니까? 허가’s 경로 공간에서 사진을보고 : 우리는 연결하는 직선 지오데식이 있습니다 q0q_0 종료 qfq_f 시간 내 tt에서 발생하는 중간 끊기 점과 연결하는 끊어진 지오데식 ss. 사실상 우리는 Cameron-Martin Formula를 사용하여 직선 지오데직을 다음과 같이 표현함으로써 한 번 깨진 지오데직을 통합하고 있습니다. gg-변형 벡터 필드 B\mathcal B. 그런 다음 해당 지오데식에서 중단점 델타를 통합합니다(q˙B\dot q-\mathcal B중앙 가우시안과 함께 Rn\Reals^n.

지정된 상수 벡터 필드 Bt=(qfq0)/t\mathcal B_t = (q_f - q_0) / t한때 깨진 유클리드 지질학은

q(τ)=Btτ+q0+q{τ/s0τs(tτ)/(ts)sτtq(\tau) = \mathcal B_t\tau + q_0 + q\begin{cases} \tau/s & 0\leq\tau\leq s\\ (t - \tau)/(t-s)& s\leq\tau\leq t \end{cases}

for fixed qRnq\in\Reals^n representing the “break point” at ss.

By Equation (12) (A)(A) and (B)(B):

L(q˙,q,τ)=L(q˙(τ)Bt,q(τ),τ)Bt(q˙(τ)Bt)12BtBt             eSL(q0,q,τ)=eτBt2/2e(Btq0)(q(τ)Btτq0)SLBt(q˙,q,τ)=eτqfq02/2t2SL(q˙B,q,τ)e(qfq0)/t q{τ/s0τs(tτ)/(ts)sτt    1((2π)2s(ts))nRneSL(q0,q,s)eSL(q,qf,ts)dq1...dqn=e(s+ts)qfq02/2t2((2π)2s(ts))nRnetq2/2s(ts)dq1...dqn=eρ2(qf,q0)/2t(2πt)n=RHSt16(q0,qf) .\begin{aligned} -\mathcal L(\dot q, q, \tau) &= \begin{equation}\tag{D}-\mathcal L(\dot q(\tau) - \mathcal B_t, q(\tau), \tau) - \mathcal B_t\cdot (\dot q(\tau)-\mathcal B_t) - \frac{1}{2}\mathcal B_t \cdot B_t \ \ \ \ \ \ \ \ \ \end{equation}\\ \implies \\ e^{\mathcal -S_\mathcal L(q_0, q, \tau)} &= e^{-\tau||\mathcal B_t||^2/2}e^{-(\mathcal B_t -q_0)\cdot (q(\tau)-\mathcal B_t\tau - q_0) -\mathcal S_{\mathcal L_{\mathcal B_t}(\dot q,q,\tau)}} \\ &= e ^{-\tau||q_f-q_0||^2/2t^2 - \mathcal S_{\mathcal L(\dot q-\mathcal B, q, \tau)}}e^{-(q_f - q_0)/t\ \cdot q \begin{cases} \tau/s & 0\leq\tau\leq s\\ (t-\tau)/(t-s) & s\leq\tau\leq t \end{cases} }\\ \implies\\ \frac{1}{\sqrt{((2\pi)^2 s(t-s))^n}}\int_{\Reals^n} e^{-\mathcal S_{\mathcal L}(q_0,q,s)}e^{\mathcal S_{\mathcal L}(q,q_f,t-s)}dq^1...dq^n &= \frac{e^{-(s+t-s)||q_f - q_0||^2/2t^2}}{\sqrt{((2\pi)^2 s(t-s))^n}} \int_{\Reals^n}e^{-t||q||^2/2s(t-s)} dq^1...dq^n \\ &= \frac{e^{-\rho^2(q_f, q_0)/2t}}{\sqrt{(2\pi t)^n}}\\ &= RHS^{16}_t(q_0,q_f) \ . \end{aligned}

특히, 우리는 건설했습니다. Bt\mathcal B_t 이렇게 q˙Bt\dot q - \mathcal B_t 한 번 깨진 geodesic ss 시작 및 종료 시간 q0q_0그리고 우리는 그 곡선이 본질적으로 N(0,sts)\mathcal N(0,s\wedge t-s) 분산. 이 문서의 나머지 부분에서, 우리는 분해 할 것입니다 Rn=<Bt>Bt\Reals^n=<\mathcal B_t>\oplus \mathcal B_t^\perp 통합 <Bt><\mathcal B_t>.

DeWitt 스칼라 곡률 경로 Riemann 표면의 완전한 결함

사용하려고 하면 어떻게 됩니까? “연속적인 신념” on the semi-classical expression in Equation (16) to construct Brownian Motion on a negative curved 매니폴드 MM?

우리’d는 무언가를 얻지만,’d be 거의 곡선 공간에서 Brownian Motion — 우리는 Feynman-Kac의 무한 발전기의 결함을 찾아야합니다. 그것은 효과적인 잠재적 인 기능 오류가있을 것입니다 16Rˉ-\frac{1}{6}\bar{\mathcal R}여기서 Rˉ\bar{\mathcal R} 은 각 점의 스칼라 곡률입니다. 이것은 1950 년 Bryce DeWitt에 의해 처음 발견되었습니다.’s, 그리고 히트 커널의 흔적의 짧은 시간 asymptotics에 1972 McKean 가수 종이에서 유명하게 만든, 이 용어는 *미터법 양식 *의 헤시안에 기여를 나타냅니다 gijg_{ij} 위치 일반 좌표. 하지만 그때 dim=2\dim = 2 사례: 전체 수정 가능성을 추가할 때 V=16(Rˉ14Rˉ)=116Rˉ\mathcal V = -\frac{1}{6}(\bar{\mathcal R} - \frac{1}{4}\bar{\mathcal R}) = \frac{1}{16}\bar{\mathcal R} 해밀턴 인 (Hamiltonian)은 Dewitt’초 16Rˉ\frac{1}{6}\bar{\mathcal R} 볼륨 양식 용어 *마이너스 *킬링 필드의 존재 B\mathcal B’초 124Ric(B/B,B/B)\frac{1}{24}\mathcal{Ric}(\mathcal B/||\mathcal B||, \mathcal B/||\mathcal B||) 기여,이 요인은 Selberg와 같은 Trace Formulae의 세미클래식 asymptotics에서 제거됩니다.

더 정확하게는, 대략적으로 1/2 0g=1/6 Ricijqij+o(q)    1/2 0g=1/6 Rˉ(0)1/2\ \nabla\vert_0\sqrt{g} = - 1/6\ \mathcal{Ric}_{ij}q^i\partial^j + o(||q||) \implies 1/2\ \nabla\cdot\nabla\vert_0 \sqrt{g} = -1/6\ \bar{\mathcal R}(0), 우리는 첫 번째 파생 상품이 원산지에서 사라지는 것을 볼 수 있습니다, 그래서:

(2πt)n(12ΔMV)0eL(q˙,q,t)g(q)=(12ΔRn0e1/2t gijqiqj)V(0)16 Rˉ(0)\sqrt{(2\pi t)^n}(\frac{1}{2}\Delta_M-\mathcal V)\vert_0 e^{-\mathcal L(\dot q, q, t)}\sqrt{g(q)} = (\frac{1}{2}\Delta_{\Reals^n}\vert_0 e^{-1/2t\ g_{ij}q^iq^j}) - \mathcal V(0) - \frac{1}{6}\ \bar{\mathcal R}(0)

(2πt)n(12ΔMV)x1,0eLB(q˙,q,t)1detIJB=(12ΔRnx1,0ex1x1/2t)V(x1,0)+18Ric11(x1,0).\sqrt{(2\pi t)^{n}}(\frac{1}{2}\Delta_M-\mathcal V)\vert_{x^1,\vec 0} e^{-\mathcal L_\mathcal B(\dot q, q, t)}\frac{1}{det |I-\mathcal J_\mathcal B|} = (\frac{1}{2}\Delta_{\Reals^n}\vert_{x^1,\vec 0}e^{-x^1x^1/2t}) - \mathcal V(x^1, \vec 0) + \frac{1}{8}\mathcal{Ric}_{11}(x^1, \vec 0).

브랜드명 상품명 The Geometric Cameron-Martin Formula gg-변형(킬링) 벡터 필드 B\mathcal B (일명 Quadratic Form Magic, Part 2).

가정 B\mathcal Bgg-invariant(aka) 킬링) 벡터 필드 MM 이 문서의 나머지 부분을 위해.

개발 맵 γ~=Dq[c~]\tilde \gamma = \mathscr D_q[\tilde c] 대상 c~C([0,t],TqM)\tilde c\in C^\infty([0,t],T_qM).

해결 대상 γ~\tilde \gamma:

γ~(0)=qγ~˙=Γ^(γ~)c~˙\begin{aligned} \tilde \gamma(0) &= q \\ \dot {\tilde \gamma} &= \hat\Gamma(\tilde \gamma)\dot{\tilde c}\\ \end{aligned}

c~(τ)=0τΓ^s1(γ~)γ~˙ds\tilde c(\tau)=\int_0^\tau\hat\Gamma_s^{-1}(\tilde\gamma)\dot{\tilde\gamma} ds 개발 맵의 역방향으로

노에테르’정리가 보장하는 d(g1B)=0d({g^{-1}\mathcal B}) = 0기타 g1Bg^{-1}\mathcal B 다음으로 로컬 통합 가능 B^\hat{\mathcal B}및 해당 로컬 레벨 세트는 B=B^\mathcal B = \nabla \hat{\mathcal B}. 그 이유는 Γ^\hat \Gamma 측정 단위를 보존합니다. B\mathcal BB\mathcal B^\perp:

c˙B=0    γ˙B=0    dB^dt=0 ,\begin{aligned} \\ \dot{c}\cdot\mathcal B &= 0 \implies\\ \dot{\gamma}\cdot \mathcal B &= 0 \implies\\ \frac{d\hat{\mathcal B}}{dt} &= 0\ , \end{aligned}

그래서 γ\gamma 의 레벨 세트에 포함됨 B^\hat{\mathcal B} 매번 cc 내부에 완전히 포함됨 BTqM\mathcal B^\perp \subset T_qM.
병렬 전송의 통상성에 대한 곡률 제약 조건은 γ(t)q\gamma(t) \ne q 일반적으로 또한

Bt=ρ(q0,qf)t    c~(τ)c(τ)=t2ρ2(q0,qf)Bt0τc~˙Bt ds=Boτc~˙B ds=Bc~(τ) B=dB^(c~) B .\begin{aligned} ||\mathcal B_t|| &= \frac{\rho(q_0,q_f)}{t} \implies \\ \tilde{c}(\tau) - c(\tau) &= \frac{t^2}{\rho^2(q_0,q_f)}\mathcal B_t\int_0^\tau \dot{\tilde c} \cdot \mathcal B_t\ ds\\ &= \mathcal B\int_o^\tau\dot{\tilde c}\cdot \mathcal B \ ds\\ &= \mathcal B\cdot \tilde c(\tau)\ \mathcal B\\ &= d\hat{\mathcal B}(\tilde c)\ \mathcal B \ . \end{aligned}

브라운 모션 MM Euclidean Wiener 측정 켜짐 D1\mathscr D^{-1}
열 커널용 Cameron Martin Formula ktH^(q0,qf)k^{\hat{\mathcal H}}_t(q_0,q_f) 부정적으로 곡선된 매니폴드 MM여기서 H^=Δ/2+V\hat{\mathcal H} = -\Delta/2 +\mathcal V

허가 ΩtB(q)\Omega^\mathcal B_t(q) 연속 곡선의 공간이 MM 시작 시간 qq 종료 위치 exptB q\exp{t\mathcal B}\ qμt(ω)\mu_t(\omega) 글로벌 Wiener 측정 켜짐 ωΩtB:={ΩtB(q):qM}\omega\in \Omega^\mathcal B_t := \set{\Omega^\mathcal B_t(q): q\in M}를 사용하여 EtB(fA):=ΩtBf(ω)d(μtA)(ω)E_t^\mathcal B (f|A):=\int_{\Omega^\mathcal B_t} f(\omega) d(\mu_t|A)(\omega)PμtB(A):=μt(A)/μt(ΩtB) AΩtBP^\mathcal B_{\mu_t}(A) := \mu_t(A)/\mu_t(\Omega_t^{\mathcal B})\ \forall A\subset\Omega^\mathcal B_t . 다음 방정식 (26) (D)    (D) \implies

ktH^(q0,exptBt q0)g(q0) dq=eρ2/2t2πtdetIJB(q0)EtB(e0tV(ω(s))ds + 0tRˉ(ω(s))ds/12  0tRic(BB,BB)(ω(s))ds/24χΩtB(q0)(ω)dB)dB^(q0)       \begin{equation} \tag{E} k^{\hat{\mathcal H}}_t(q_0,\exp{t\mathcal B_t}\ q_0)\sqrt g(q_0)\ dq = \frac{e^{-\rho^2/2t}}{\sqrt{2 \pi t\det{|I-\mathcal J^{\mathcal B}(q_0)|}}} E^\mathcal B_t({e^{-\int_0^t V(\omega(s))ds\ +\ \int_0^t \bar {\mathcal R}(\omega(s))ds/12\ -\ \int_0^t \mathcal {Ric}(\frac{\mathcal B}{||\mathcal B||},\frac{\mathcal B}{||\mathcal B||})(\omega(s))ds/24}\chi_{\Omega^B_t(q_0)}(\omega)}|d\mathcal B^\perp)d\hat{\mathcal B}(q_0) \ \ \ \ \ \ \ \end{equation}

여기서 ρ=tBt=dist(q0,qf)\rho=||t\mathcal B_t||=dist(q_0,q_f), JB(q0)\mathcal J^{\mathcal B}(q_0) 은(는) 다음의 폴링에 연계된 모노드로미 매트릭스입니다. MM 유도자 B^\hat{\mathcal B}곡선을 따라 γ~(λ)=expλBt (q0)\tilde \gamma(\lambda) = \exp{\lambda\mathcal B_t}\ (q_0), 연결 q0q_0 종료 qf q_f 기준 λ\lambda 시작 00 종료 tt. JB\mathcal J^{\mathcal B} 의존하지 않음 tt; 및 곡률 구속조건은 IJBI-\mathcal J^\mathcal B 항상 생성되지 않음 q0qfq_0 \neq q_f. 바꾸기 B\mathcal B 포함 B-\mathcal B 역할 바꾸기 q0q_0qfq_f그래서 분명히 표현은 예상대로 그들 사이에 대칭입니다.

시작일 R\mathcal R 일정함 γ~\tilde \gammaγ\gamma is 지오데식(최대 길이 변형) JB(q0)\mathcal J^\mathcal B(q_0) Jacobi Fields의 관점에서 사소하게 호환됩니다. J(λ)\mathcal J(\lambda) 유지 γ~\tilde \gamma 그것은 단지 일정한 계수 두번째 순서 선형 ODEs에 해결책, 시간을 통해 진화한 후에 평가됩니다 λ=t\lambda=t.

이 방정식의 증거 이 설문 조사가 아니라 사전 인쇄 기사에 감사 할 것이지만 Feynman-Kac 공식 *적용의 간단한 적용입니다. V=112(Rˉ12Ric(B/B,B/B)\mathcal V = \frac{1}{12}(\bar{\mathcal R} - \frac{1}{2} \mathcal {Ric}(\mathcal B / ||\mathcal B||, \mathcal B/||\mathcal B||)방정식의 양쪽에서 명시적으로 계산할 수 있습니다. 전체 계산이 해당 시점의 상수 곡률 대소문자로 줄어들기 때문입니다.

좋은 코롤러는 상수에서 발생합니다. Ric(BB,BB)=Rˉ/dimM\mathcal {Ric}(\frac{\mathcal B}{||\mathcal B||},\frac{\mathcal B}{||\mathcal B||}) = \bar{\mathcal R} / \dim M 음의 가우스 곡률 κ-\kappa 케이스, 여기서 B\mathcal B 내림차순 S1S^1 리만 서피스 (Riemann Surface) MM:

detIJB=(2κsinh(κρ/2))2    μt(ΩtB)=M/S1S1ktΔ/2(q,exptB q)g(q) dq=eρ2/2t2πtM/S1S112κ(q)sinhκ(q)ρ/2EtB(e0tRˉ(ω(s)) ds/16χΩtB(q)(ω)dB)dB^(q)=eρ2/2t  tκ/82πt 2κsinhκρ/2 B[0,ρ0]PμtB(ΩtB(dB^)dB),  Bayes    =eρ2/2t  tκ/82πt 2κsinhκρ/2 0ρ0PμtB(BdB^ΩtB(dB^))PμtB(ΩtB(dB^))PμtB(BdB^)dB^=eρ2/2t tκ/82πt 2κsinhκρ/2 ρ0\begin{aligned} \det |I - \mathcal J^\mathcal B| = (2 \kappa\sinh(\sqrt{\kappa}\rho/2))^2 \implies \\ \mu_t(\Omega_t^\mathcal B) = \int_{M/S^1\oplus S^1} k^{-\Delta/2}_t(q,\exp{t\mathcal B}\ q) \sqrt g(q)\ dq &= \frac{e^{-\rho^2/2t}}{\sqrt{2\pi t}} \int_{M/S^1\oplus S^1} \frac{1}{2\kappa(q) \sinh \sqrt{\kappa(q)}\rho/2}E^\mathcal B_t(e^{\int_0^t \bar{\mathcal R}(\omega(s))\ ds/16}{\chi_{\Omega^B_t(q)}(\omega)}|d\mathcal B^\perp)d\hat{\mathcal B}(q)\\ &=\frac{e^{-\rho^2/2t\ -\ t\kappa/8}}{\sqrt{2\pi t}\ 2\kappa\sinh \sqrt {\kappa}\rho/2}\ \int_{\mathcal B^\perp\oplus[0,\rho_0]}P^\mathcal B_{\mu_t}(\Omega_t^\mathcal B(d\hat{\mathcal B})|d\mathcal B^\perp), \ \text{ Bayes}\implies\\ &=\frac{e^{-\rho^2/2t\ -\ t\kappa/8}}{\sqrt{2\pi t}\ 2\kappa\sinh \sqrt {\kappa}\rho/2}\ \int_0^{\rho_0} P_{\mu_t}^\mathcal B(\mathcal B^\perp d\hat{\mathcal B}|\Omega_t^\mathcal B(d\hat{\mathcal B}))\frac{P^\mathcal B_{\mu_t}(\Omega_t^\mathcal B(d\hat{\mathcal B}))}{P^\mathcal B_{\mu_t}(\mathcal B^\perp d\hat{\mathcal B})}d\hat{\mathcal B}\\ &=\frac{e^{-\rho^2/2t\ -t\kappa/8}}{\sqrt{2\pi t}\ 2\kappa\sinh \sqrt {\kappa}\rho/2}\ \rho_0\\ \end{aligned}

여기서 ρ=minqMdist(q,exptB q)\rho = \min_{q\in M}dist(q, \exp t\mathcal B \ q) 는 가장 짧은 궤도의 거리입니다. S1S^1 작업 및 ρ0\rho_0 해당 ρ\rho 연관된 궤도의 배수로 나눕니다. 쌍곡선 형상의 친숙한 용어에서, B\mathcal B^\perp Horocyclesgg-변형 S1S^1 아래 작업 B\mathcal B 이것은 “Horocyclic Flow”라고 합니다.

방정식을 고려하십시오 (32) (E)(E) 여기서 BB 회전을 나타냅니다. gg고정점 주위의 -변동 대칭 q0q_0. 다음으로 Ωt0\Omega^0_t 연속 계약 가능 루프 세트:

μt(Ωt0)=vol(M)2πt0eρ2/2t tκ/82πt κsinhκρ/2 ρdρ\mu_t(\Omega_t^0) = \frac{vol(M)}{2\pi t}\int_0^\infty \frac{e^{-\rho^2/2t\ -t\kappa/8}}{\sqrt{2\pi t}\ \kappa\sinh \sqrt {\kappa}\rho/2}\ \rho d\rho

이 방정식이 분석적이기 때문에 κ\kappa에서 분석 연속을 확인할 수 있습니다. κκ\kappa \rightarrow -\kappa 이 표현식을 sinh\sinh 종료 sin \sin 이 경우 우리는 일정한 양의 가우스 곡률이있는 *ghost 2-sphere *에 대한 올바른 방정식이 있습니다. κ|\kappa|.

다시 말해서, 우리는 확률과 기하학을 통해 2 차원 Selberg 추적 공식을 다시 파생, 대칭 공간에 대한 일반적인 조화 분석 대신.

사소한 곡률 예

매끄러운 진짜 가치 diffeomorphism를 위해 h:RRh:\Reals\rightarrow\Reals 포함 h(0)=0h(0)=0의 Let ds2=(1+h2(y))dx2+2h(y)dxdy+dy2ds^2 = (1+h^2(y)) dx^2 + 2h(y) dx\odot dy + dy^2. 이 측정항목은 음수 가우스 곡률을 가집니다. (κ(y)=d2dy2h2(y)/2)-(\kappa(y)=\frac{d^2}{dy^2}h^2(y)/2)의 경우 상수만 h(y)h(y) 그분은 성령이시며 det(ds2)=1\det(ds^2)= 1. 다음으로 B^(x,y)=x\hat{\mathcal B}(x,y) = x우리는 그것을 본다.

μt(ΩtB)=eρ2/2t2πtρ02sinhκ(y)ρ/2ΩtB(0,y)e0tκ(y(s))ds/8d(μtB)/dy dy \mu_t(\Omega_t^\mathcal B) = \frac{e^{-\rho^2/2t}}{2\pi t}\int_{-\infty}^\infty\frac{\rho_0}{2 \sinh \sqrt{\kappa(y)}\rho/2} \int_{\Omega_t^\mathcal B(0,y)}e^{-\int_0^t\kappa(y(s))ds/8}d(\mu_t|\mathcal B^\perp)/dy \ dy

만약 우리가 h(y):=y2y2/3+κ(0)    κ(y)=4y2+κ(0)>0h(y) := y\sqrt{2y^2/3 + \kappa(0)} \implies \kappa(y) = 4 y^2 + \kappa(0) \gt 0방정식 (32) (E)(E) 예측

μt(ΩtB)=eρ2/2ttκ(0)/82πtcosht0ρ0ey2/2t2πtsinh4y2+κ(0)ρ/2 dy \mu_t(\Omega_t^\mathcal B) = \frac{e^{-\rho^2/2t -t\kappa(0)/8}}{\sqrt{2\pi t \cosh t}}\int_0^\infty\frac{\rho_0e^{-y^2/2t}}{\sqrt{2\pi t}\sinh \sqrt{4y^2+\kappa(0)}\rho/2 }\ dy

그대여, 그대여 00예상대로, 만약 우리가 κ(0)=0\kappa(0) = 0. 또한 t0t\rightarrow 0, 적분은 또한 적당한 asymptotic 행동을 가지고 있습니다 (일정한 곡률의 주위에 뛰어오르는) κ(0)-\kappa(0) Selberg Trace Formula의 해당 구성 요소가 다음과 같은 의미 제한으로 사용되는 경우 t0t\rightarrow 0).

관측소, 진화 방정식 및 거짓말 대수학

Chern-Simons 라인 번들 작업

General Relativity의 발음을 General Relativity [en]