물리:bbgky_계층

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물리:bbgky_계층 [2022/04/22 17:03] – [BBGKY 계층] jiwon물리:bbgky_계층 [2023/09/05 15:46] (current) – external edit 127.0.0.1
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 이 계의 해밀토니안이 다음과 같이 주어진다고 생각해보자. 이 계의 해밀토니안이 다음과 같이 주어진다고 생각해보자.
 $$H(\mathbf p, \mathbf q) = \sum_{i=1}^N \left[\frac{\vec p_i^2}{2m}+U(\vec q_i)\right]+\frac12\sum_{i=1}^N\sum_{j=1}^NV(\vec q_i-\vec q_j)$$ $$H(\mathbf p, \mathbf q) = \sum_{i=1}^N \left[\frac{\vec p_i^2}{2m}+U(\vec q_i)\right]+\frac12\sum_{i=1}^N\sum_{j=1}^NV(\vec q_i-\vec q_j)$$
-$U(\vec q_i)$는 외부 퍼텐셜, $V(\vec q_i-\vec q_j)$는 두 입자 상호작용을 나타낸다. 지금은 전체 $N$개의 입자 중 $s$개의 분포를 볼 것이다. 이를 위해 전체 해밀토니안을 세 부분으로 나누어보자.+$U(\vec q_i)$는 외부 퍼텐셜, $V(\vec q_i-\vec q_j)$는 두 입자 상호작용을 나타낸다. 지금은 전체 $N$개의 입자 중 $s$개를 부분계로 선택해서 이들의 시간에 따른 분포를 볼 것이다. 이를 위해 전체 해밀토니안을 세 부분으로 나누어보자.
 $$H_s = \sum_{n=1}^s \left[\frac{\vec p_n^2}{2m}+U(\vec q_n)\right]+\frac12\sum_{n=1}^s\sum_{m=1}^sV(\vec q_n-\vec q_m)$$ $$H_s = \sum_{n=1}^s \left[\frac{\vec p_n^2}{2m}+U(\vec q_n)\right]+\frac12\sum_{n=1}^s\sum_{m=1}^sV(\vec q_n-\vec q_m)$$
 $$H_{N-s} = \sum_{i=s+1}^N \left[\frac{\vec p_i^2}{2m}+U(\vec q_i)\right]+\frac12\sum_{i=s+1}^N\sum_{j=s+1}^NV(\vec q_i-\vec q_j)$$ $$H_{N-s} = \sum_{i=s+1}^N \left[\frac{\vec p_i^2}{2m}+U(\vec q_i)\right]+\frac12\sum_{i=s+1}^N\sum_{j=s+1}^NV(\vec q_i-\vec q_j)$$
Line 76: Line 76:
  =&0  =&0
 \end{align*} \end{align*}
-가 된다. 그리고 모든 입자는 같다고 생각하기 때문에 첫 항의 $j$에 대한 합은 $s+1$ 번째 입자를 $N-s$번 고려한 것으로 생각할 수 있다. 정리해보면,+가 된다. 그리고 $j$인덱스는 분포에서 고려하지 않을 것이고, 모든 입자는 동일하기 때문에 이들에 대한 합은 단순히 상수배가 된다. 정리해보면,
 \begin{align*} \begin{align*}
  &(N-s)\int\prod_{i=s+1}^Nd^3q_id^3p_i \sum_{i=1}^s \frac{\partial V(\vec q_n-\vec q_{s+1})}{\partial\vec q_n}\cdot\frac{\partial\rho}{\partial\vec p_n}\\  &(N-s)\int\prod_{i=s+1}^Nd^3q_id^3p_i \sum_{i=1}^s \frac{\partial V(\vec q_n-\vec q_{s+1})}{\partial\vec q_n}\cdot\frac{\partial\rho}{\partial\vec p_n}\\
Line 85: Line 85:
  \frac{\partial\rho_s}{\partial t}-\{H_s,\rho_s\}=(N-s)\sum_{n=1}^s\int d^3q_{s+1}d^3p_{s+1}\frac{\partial V(\vec q_n-\vec q_{s+1})}{\partial\vec q_n}\cdot\frac{\partial\rho_{s+1}}{\partial\vec p_n}  \frac{\partial\rho_s}{\partial t}-\{H_s,\rho_s\}=(N-s)\sum_{n=1}^s\int d^3q_{s+1}d^3p_{s+1}\frac{\partial V(\vec q_n-\vec q_{s+1})}{\partial\vec q_n}\cdot\frac{\partial\rho_{s+1}}{\partial\vec p_n}
 $$ $$
-를 얻는다.+를 얻는다. 여기서 좌변은 현재 관심을 가지는 부분계에 대한 위상점의 시간변화를 나타낸다. 만일 외부 입자와의 상호작용이 없다면 부분계를 나타내는 위상점은 리우빌 정리를 만족할테지만 나머지 $N-s$개의 입자와의 상호작용이 존재하는 경우에는 우변과 같은 충돌항이 추가된다.  
 + 
 +==== 의미 ==== 
 +위 식을 통해 단일 입자의 분포의 시간변화 $\partial\rho_1/\partial t$는 두 입자의 분포 $\rho_2$에 의존하고, $\partial\rho_2/\partial t$는 $\rho_3$에 의존함을 볼 수 있다. 결국 $\partial\rho/\partial t$를 정확히 알아내기 위해서는 $\rho_N$까지 모두 알아야 할 것이다. 따라서 실제 문제를 풀려면 특정 근사를 통해 이 계층구조를 적정 선에서 끊어주는 작업이 필요하다.
  • 물리/bbgky_계층.1650614616.txt.gz
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