Hannay açısı - Hannay angle

Olarak klasik mekanik , Hannay açısı dönen bir mekanik analogu olan geometrik faz (veya Berry fazı). Adını İngiltere'deki Bristol Üniversitesi'nden John Hannay'den almıştır . Hannay, açıyı ilk olarak 1985'te tanımladı ve yakın zamanda resmileştirilmiş Berry evresinin fikirlerini klasik mekaniğe genişletti.

Klasik mekanikte Hannay açısı

Hannay açısı, eylem açısı koordinatları bağlamında tanımlanır . Başlangıçta zamanla değişmeyen bir sistemde, bir eylem değişkeni bir sabittir. Bir periyodik pertürbasyon girdikten sonra , eylem değişkeni adyabatik bir değişmez olur ve karşılık gelen açı değişkeni için Hannay açısı , pertürbasyonun orijinal değerine geri döndüğü bir evrimi temsil eden yol integraline göre hesaplanabilir.

Nerede ve Hangi kanonik değişkenler arasında Hamiltonyene .

Örnek

Foucault sarkacı bir örnek klasik mekanik bazen Berry faz göstermek için kullanılır. Aşağıda, eylem açısı değişkenlerini kullanarak Foucault sarkaçını inceliyoruz. Basit olması için genel protokolde kullanılan Hamilton-Jacobi denklemini kullanmaktan kaçınacağız .

Açısal hızı genliği ile gösterilen , Dünya'nın dönüşünün etkisi altında frekansa sahip bir düzlem sarkacını ele alıyoruz . Burada yön, Dünya'nın merkezinden sarkacına işaret eder. Sarkaç için Lagrange,

Karşılık gelen hareket denklemi
Daha sonra aslında bir açı değişkeni olan bir yardımcı değişken tanıtıyoruz . Şimdi için bir denklemimiz var :
Karakteristik denkleminden
karakteristik kökünü elde ederiz (bunu not ediyoruz )
Çözüm o zaman
Dünya bir tam dönüş yaptıktan sonra, yani faz değişimine sahibiz.
İlk terim sarkacın dinamik etkisinden kaynaklanır ve dinamik faz olarak adlandırılırken, ikinci terim esasen Hannay açısı olan geometrik bir fazı temsil eder.

Referanslar

Dış bağlantılar