Normalization and quantization of Hamiltonian systems using computer algebra
- Authors: Belyaeva I.N.1, Kirichenko I.K.2, Chekanova N.N.3,4
-
Affiliations:
- Белгородский государственный национальный исследовательский университет
- Харьковский национальный автодорожный университет
- Харьковский национальный университет им. В. Н. Каразина
- Харьковский учебно-научный институт «Каразинский банковский институт»
- Issue: Vol 226 (2023)
- Pages: 16-22
- Section: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/2782-4438/article/view/262037
- DOI: https://doi.org/10.36535/0233-6723-2023-226-16-22
- ID: 262037
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
- Биркгоф Дж. Динамические системы. — М.-Ижевск: РХД, 2002.
- Борн М., Иордан П. О квантовой механике// Усп. физ. наук. — 1977. — 122, № 8. — С. 586–611.
- Вейль Г. Теория групп и квантовая механика. — М.: Наука, 1986.
- Гейзенберг В. О квантовотеоретическом истолковании кинематических и механических соотношений// Усп. физ. наук. — 1977. — 122, № 4. — С. 574–586.
- Гребеников Е. А. Метод усреднения в прикладных задачах. — М.: Наука, 1986.
- Banerjee K. General anharmonic oscillator// Proc. Roy. Soc. — 1978. — 364. — P. 265–275.
- 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.
- Chekanov N. A. Quantization of the normal form of Birkhoff–Gustavson// Nucl. Phys. — 1989. — 50, № 8. — P. 344–346.
- Fedak W. A., Prentis J. J. The 1925 Born and Jordan paper “On quantum mechanics”// Am. J. Phys. — 2009. — 77. — P. 128–139.
- Gosson M. A. Born–Jordan quantization and the uncertainty principle// J. Phys. A: Math. Theor. — 2013. — 46. — P. 445–462.
- Gustavson F. G. On constructing formal integral of a Hamiltonian system near an equilibrium point// Astron. J. — 1966. — 71, № 8. — P. 670–686.
- 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.
- 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.
- Razavy M. Heisenberg’s Quantum Mechanics. — Singapore: World Scientific, 2011.
- Taseli H. On the exact solution of the Schroedinger equation with a quartic anharmonicity// Int. J. Quant. Chem. — 1996. — 57. — P. 63–71.
- 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.
- Weyl H. Quantenmechanik und Gruppentheorie// Z. Phys. — 1927. — 46. — P. 1–46.
Supplementary files
