Normalization and quantization of Hamiltonian systems using computer algebra

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The normalization of Hamiltonian systems is described, i.e., the reduction of a classical Hamilton function using canonical transformations to a simpler form called the Birkhoff–Gustavson normal form. The classical normal form is obtained according to the Born–Jordan and Weyl–McCoy rules, its quantum analogs are constructed, for which the eigenvalue problem is solved, and approximate formulas for the energy spectrum are found. For partial values of the parameters of quantum normal forms, numerical calculations of the lower energy levels were carried out using these formulas.

About the authors

I. N. Belyaeva

Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Email: ibelyaeva@bsu.edu.ru
Russian Federation, Белгород

I. K. Kirichenko

Харьковский национальный автодорожный университет

Email: ikir238@rambler.ru
Ukraine, Харьков

N. N. Chekanova

Харьковский национальный университет им. В. Н. Каразина; Харьковский учебно-научный институт «‎Каразинский банковский институт»

Author for correspondence.
Email: natchek1976@gmail.com
Ukraine, Харьков

References

  1. Биркгоф Дж. Динамические системы. — М.-Ижевск: РХД, 2002.
  2. Борн М., Иордан П. О квантовой механике// Усп. физ. наук. — 1977. — 122, № 8. — С. 586–611.
  3. Вейль Г. Теория групп и квантовая механика. — М.: Наука, 1986.
  4. Гейзенберг В. О квантовотеоретическом истолковании кинематических и механических соотношений// Усп. физ. наук. — 1977. — 122, № 4. — С. 574–586.
  5. Гребеников Е. А. Метод усреднения в прикладных задачах. — М.: Наука, 1986.
  6. Banerjee K. General anharmonic oscillator// Proc. Roy. Soc. — 1978. — 364. — P. 265–275.
  7. Basios V., Chekanov N. A., Markovski B. L., Rostovtsev V. A.,Vinitsky S. I. REDUCE program for the normalization of polynomial Hamiltonians// Comp. Phys. Commun. — 1995. — 90. — P. 355–368.
  8. Chekanov N. A. Quantization of the normal form of Birkhoff–Gustavson// Nucl. Phys. — 1989. — 50, № 8. — P. 344–346.
  9. Fedak W. A., Prentis J. J. The 1925 Born and Jordan paper “On quantum mechanics”// Am. J. Phys. — 2009. — 77. — P. 128–139.
  10. Gosson M. A. Born–Jordan quantization and the uncertainty principle// J. Phys. A: Math. Theor. — 2013. — 46. — P. 445–462.
  11. Gustavson F. G. On constructing formal integral of a Hamiltonian system near an equilibrium point// Astron. J. — 1966. — 71, № 8. — P. 670–686.
  12. Kauffmann S. K. Unambiguous quantization from the maximum classical correspondence that is selfconsistent: the slightly stronger canonical commutation rule Dirac missed// Found. Phys. — 2011. — 41. — P. 805–918.
  13. McCoy N. H. On the function in quantum mechanics which corresponds to a given function in classical mechanics// Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. — 1932. — 18. — P. 674–676.
  14. Razavy M. Heisenberg’s Quantum Mechanics. — Singapore: World Scientific, 2011.
  15. Taseli H. On the exact solution of the Schroedinger equation with a quartic anharmonicity// Int. J. Quant. Chem. — 1996. — 57. — P. 63–71.
  16. Taseli H., Demiralp M. Studies on algebraic methods to solve linear eigenvalue problems: generalised anharmonic oscillators// J. Phys. A: Math. Gen. — 1988. — 21. — P. 3903–3919.
  17. Weyl H. Quantenmechanik und Gruppentheorie// Z. Phys. — 1927. — 46. — P. 1–46.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Belyaeva I.N., Kirichenko I.K., Chekanova N.N.

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».