Открытый доступ Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ предоставлен  Доступ закрыт Только для подписчиков

Том 194, № 2 (2018)

Article

Bogoliubov Quasiaverages: Spontaneous Symmetry Breaking and the Algebra of Fluctuations

Wreszinski W., Zagrebnov V.

Аннотация

We present arguments supporting the use of the Bogoliubov method of quasiaverages for quantum systems. First, we elucidate how it can be used to study phase transitions with spontaneous symmetry breaking (SSB). For this, we consider the example of Bose–Einstein condensation in continuous systems. Analysis of different types of generalized condensations shows that the only physically reliable quantities are those defined by Bogoliubov quasiaverages. In this connection, we also solve the Lieb–Seiringer–Yngvason problem. Second, using the scaled Bogoliubov method of quasiaverages and considering the example of a structural quantum phase transition, we examine a relation between SSB and critical quantum fluctuations. We show that the quasiaverages again provide a tool suitable for describing the algebra of critical quantum fluctuation operators in both the commutative and noncommutative cases.

Theoretical and Mathematical Physics. 2018;194(2):157-188
pages 157-188 views

Phase Space of Collective Variables and the Zubarev Transition Function

Yukhnovskii I.

Аннотация

We study the completeness of the transition function J(ρ − \(\hat \rho \)) to the infinite set of collective variables {ρk}. Zubarev first introduced this transition function in statistical physics. We propose complete forms for the Jacobians of transitions to the corresponding sets of collective variables in problems in the theory of electrolyte solutions, the Ising model, and the first-order phase transition. We analyze the methods and calculation results in the phase spaces of collective variables of the partition functions of these systems.

Theoretical and Mathematical Physics. 2018;194(2):189-219
pages 189-219 views

Algebraic Aspects of the Dynamics of Quantum Multilevel Systems in the Projection Operator Technique

Bogolyubov N., Soldatov A.

Аннотация

Using the projection operator method, we obtain approximate time-local and time-nonlocal master equations for the reduced statistical operator of a multilevel quantum system with a finite number N of quantum eigenstates coupled simultaneously to arbitrary classical fields and a dissipative environment. We show that the structure of the obtained equations is significantly simplified if the free Hamiltonian dynamics of the multilevel system under the action of external fields and also its Markovian and non-Markovian evolutions due to coupling to the environment are described via the representation of the multilevel system in terms of the SU(N) algebra, which allows realizing effective numerical algorithms for solving the obtained equations when studying real problems in various fields of theoretical and applied physics.

Theoretical and Mathematical Physics. 2018;194(2):220-235
pages 220-235 views

Nonequilibrium Green’s Functions in the Atomic Representation and the Problem of Quantum Transport of Electrons Through Systems With Internal Degrees of Freedom

Val’kov V., Aksenov S.

Аннотация

We develop the theory of quantum transport of electrons through systems with strong correlations between fermionic and internal spin degrees of freedom. The atomic representation for the Hamiltonian of a device and nonequilibrium Green’s functions constructed using the Hubbard operators allow overcoming difficulties in the perturbation theory encountered in the traditional approach because of a larger number of bare scattering amplitudes. Representing the matrix elements of effective interactions as a superposition of terms each of which is split in matrix indices, we obtain a simple method for solving systems of very many equations for nonequilibrium Green’s functions in the atomic representation. As a result, we obtain an expression describing the electron currents in a device one of whose sites is in tunnel coupling with the left contact and the other, with the right contact. We derive closed kinetic equations for the occupation numbers under conditions where the electron flow leads to significant renormalization of them.

Theoretical and Mathematical Physics. 2018;194(2):236-251
pages 236-251 views

Spin-One p-Spin Glass: Exact Solution for Large p

Tareyeva E., Schelkacheva T.

Аннотация

We study the low-temperature properties of the p-spin spin glass model in the spin-one (three-state) case for large values of p. We show that the one-step replica symmetry-breaking phase is unstable at a very low temperature, and we calculate the explicit boundary of the stability interval, the Gardner temperature, analytically for large values of p. This temperature for the spin-one model has the same form of dependence on p as in the case of Ising spins (two states). In the one-step replica symmetrybreaking state, a quadrupolar orientational glass coexists with the spin glass and also with a regular quadrupole ordering.

Theoretical and Mathematical Physics. 2018;194(2):252-259
pages 252-259 views

Ground States and Phase Transition of the λ Model on the Cayley Tree

Mukhamedov F., Pah C., Jamil H.

Аннотация

We consider the λ model, a generalization of the Potts model, with spin values {1, 2, 3} on the order-two Cayley tree. We describe the model ground states and prove that translation-invariant Gibb measures exist, which means that a phase transition exists. We establish that two-periodic Gibbs measures exist.

Theoretical and Mathematical Physics. 2018;194(2):260-273
pages 260-273 views

An Effective Algorithm for Finding Multidimensional Conservation Laws for Integrable Systems of Hydrodynamic Type

Makridin Z.

Аннотация

We study a new property of integrable systems, the existence of infinitely many local three-dimensional conservation laws for pairs of integrable two-dimensional hydrodynamic chains. We describe an effective algorithm for successively computing an infinite set of three-dimensional conservation laws for the Benney pair of commuting flows.

Theoretical and Mathematical Physics. 2018;194(2):274-283
pages 274-283 views

New Results for a Two-Loop Massless Propagator-Type Feynman Diagram

Kotikov A., Teber S.

Аннотация

We consider a two-loop massless propagator-type Feynman diagram with an arbitrary (noninteger) index on the central line. We analytically prove the equality of two well-known results in the literature expressing this diagram in terms of hypergeometric functions 3F2 of the respective arguments −1 and 1. We also derive new representations for this diagram, which can be important in practical calculations.

Theoretical and Mathematical Physics. 2018;194(2):284-294
pages 284-294 views

Optimization of Remote One- and Two-Qubit State Creation by Unitary Transformations of A Sender and An Extended Receiver

Bochkin G., Zenchuk A.

Аннотация

We study the optimization problem for remote one- and two-qubit state creation via a homogeneous communication line of spin-1/2 particles using local unitary transformations of the multiqubit sender and extended receiver. We show that the maximum length of a communication line used for the needed state creation (the critical length) increases as the dimensionality of the sender and extended receiver increases. We use the model with the sender and extended receiver comprising up to ten qubits for the one-qubit state creation and consider the creation of two particular states, the almost pure state and the maximally mixed state. Regarding the two-qubit state creation, we numerically study the dependence of the critical length on a particular triad of independent eigenvalues to be created using the model with a four-qubit sender without an extended receiver.

Theoretical and Mathematical Physics. 2018;194(2):295-312
pages 295-312 views

Using the Evolution Operator Method to Describe a Particle in a Homogeneous Alternating Field

Nagiyev S.

Аннотация

Using the evolution operator method, we construct coherent states of a nonrelativistic free particle with a variable mass M(t) and a nonrelativistic particle with a variable mass M(t) in a homogeneous alternating field. Under certain physical conditions, they can be regarded as semiclassical states of particles. We discuss the properties (in particular, the completeness relation, the minimization of the uncertainty relations, and the time evolution of the corresponding probability density) of the found coherent states in detail. We also construct exact wave functions of the oscillator type and of the plane-wave type for the considered systems and compute the quantum Wigner distribution functions for the wave functions of coherent and oscillator states. We establish the unitary equivalence of the problems of a free particle and a particle in a homogeneous alternating field.

Theoretical and Mathematical Physics. 2018;194(2):313-327
pages 313-327 views

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».