6-ј симбол

Вигнеров 6-ј симбол дефинисао је 1940. Еуген Паул Вигнер. Дефинишу се преко суме продуката 3-ј симбола:

{ j 1 j 2 j 3 j 4 j 5 j 6 } = m i ( 1 ) S ( j 1 j 2 j 3 m 1 m 2 m 3 ) × {\displaystyle {\begin{Bmatrix}j_{1}&j_{2}&j_{3}\\j_{4}&j_{5}&j_{6}\end{Bmatrix}}=\sum _{m_{i}}(-1)^{S}{\begin{pmatrix}j_{1}&j_{2}&j_{3}\\m_{1}&m_{2}&-m_{3}\end{pmatrix}}\times }
× ( j 1 j 5 j 6 m 1 m 5 m 6 ) ( j 4 j 5 j 3 m 4 m 5 m 3 ) ( j 4 j 2 j 6 m 4 m 2 m 6 ) . {\displaystyle \quad \times {\begin{pmatrix}j_{1}&j_{5}&j_{6}\\-m_{1}&m_{5}&m_{6}\end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}j_{4}&j_{5}&j_{3}\\m_{4}&-m_{5}&m_{3}\end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}j_{4}&j_{2}&j_{6}\\-m_{4}&-m_{2}&-m_{6}\end{pmatrix}}.}

са фазом S = k = 1 6 ( j k m k ) {\displaystyle S=\sum _{k=1}^{6}(j_{k}-m_{k})} . Сумира се преко свих шест mi, а селекциона правила 3jm ограничавају суму. Повезани су са Раковим коефицијентима:

{ j 1 j 2 j 3 j 4 j 5 j 6 } = ( 1 ) j 1 + j 2 + j 4 + j 5 W ( j 1 j 2 j 5 j 4 ; j 3 j 6 ) . {\displaystyle {\begin{Bmatrix}j_{1}&j_{2}&j_{3}\\j_{4}&j_{5}&j_{6}\end{Bmatrix}}=(-1)^{j_{1}+j_{2}+j_{4}+j_{5}}W(j_{1}j_{2}j_{5}j_{4};j_{3}j_{6}).}

Развој

Вигнеров 6-ј симбол може да се прикаже преко коначне суме:

{ a b c d e f } = ( 1 ) a + c + d + f Δ ( a b c ) Δ ( b d f ) Δ ( a e f ) Δ ( c d e ) × {\displaystyle {\begin{Bmatrix}a&b&c\\d&e&f\end{Bmatrix}}=(-1)^{a+c+d+f}{\frac {\Delta (abc)\Delta (bdf)}{\Delta (aef)\Delta (cde)}}\times }
× n ( 1 ) n ( a b + d + e n ) ! ( b + c + e + f n ) ! ( a + c + d + f + 1 n ) ! n ! ( a b + c n ) ! ( b + d + f n ) ! ( a + e + f + 1 n ) ! ( c + d + e + 1 n ) ! {\displaystyle \quad \times \sum _{n}(-1)^{n}{\frac {(a-b+d+e-n)!(-b+c+e+f-n)!(a+c+d+f+1-n)!}{n!(a-b+c-n)!(-b+d+f-n)!(a+e+f+1-n)!(c+d+e+1-n)!}}}

а ту се сумација одвија по свим n све док факторијели не постану негативни.

При томе функција Δ ( j 1 , j 2 , j 3 ) {\displaystyle \Delta (j_{1},j_{2},j_{3})} је једнака 1 ако је задовољена релација триангуларности за ( j 1 , j 2 , j 3 ) {\displaystyle (j_{1},j_{2},j_{3})} , а 0 ако није дефинисана је следећим изразом:

Δ ( a , b , c ) = [ ( a + b c ) ! ( a b + c ) ! ( a + b + c ) ! / ( a + b + c + 1 ) ! ] 1 / 2 {\displaystyle \Delta (a,b,c)=[(a+b-c)!(a-b+c)!(-a+b+c)!/(a+b+c+1)!]^{1/2}}

Релација ортогоналности

Вигнерови симболи задовољавају релације ортогоналности:

j 3 ( 2 j 3 + 1 ) { j 1 j 2 j 3 j 4 j 5 j 6 } { j 1 j 2 j 3 j 4 j 5 j 6 } = δ j 6 j 6 2 j 6 + 1 Δ ( j 1 , j 5 , j 6 ) Δ ( j 4 , j 2 , j 6 ) . {\displaystyle \sum _{j_{3}}(2j_{3}+1){\begin{Bmatrix}j_{1}&j_{2}&j_{3}\\j_{4}&j_{5}&j_{6}\end{Bmatrix}}{\begin{Bmatrix}j_{1}&j_{2}&j_{3}\\j_{4}&j_{5}&j_{6}'\end{Bmatrix}}={\frac {\delta _{j_{6}^{}j_{6}'}}{2j_{6}+1}}\Delta (j_{1},j_{5},j_{6})\Delta (j_{4},j_{2},j_{6}).}

Специјални случај

У случају да је j 6 = 0 {\displaystyle j_{6}=0} добија се:

{ j 1 j 2 j 3 j 4 j 5 0 } = δ j 2 , j 4 δ j 1 , j 5 ( 2 j 1 + 1 ) ( 2 j 2 + 1 ) ( 1 ) j 1 + j 2 + j 3 Δ ( j 1 , j 2 , j 3 ) . {\displaystyle {\begin{Bmatrix}j_{1}&j_{2}&j_{3}\\j_{4}&j_{5}&0\end{Bmatrix}}={\frac {\delta _{j_{2},j_{4}}\delta _{j_{1},j_{5}}}{\sqrt {(2j_{1}+1)(2j_{2}+1)}}}(-1)^{j_{1}+j_{2}+j_{3}}\Delta (j_{1},j_{2},j_{3}).}

При томе функција Δ ( j 1 , j 2 , j 3 ) {\displaystyle \Delta (j_{1},j_{2},j_{3})} је једнака 1 ако је задовољена релација триангуларности за ( j 1 , j 2 , j 3 ) {\displaystyle (j_{1},j_{2},j_{3})} , а 0 ако није.

Симетрије

Вигнеров 6-ј симбол инваријантан је на пермутацију две колоне, тако да вреди:

{ j 1 j 2 j 3 j 4 j 5 j 6 } = { j 2 j 1 j 3 j 5 j 4 j 6 } = { j 1 j 3 j 2 j 4 j 6 j 5 } = { j 3 j 2 j 1 j 6 j 5 j 4 } . {\displaystyle {\begin{Bmatrix}j_{1}&j_{2}&j_{3}\\j_{4}&j_{5}&j_{6}\end{Bmatrix}}={\begin{Bmatrix}j_{2}&j_{1}&j_{3}\\j_{5}&j_{4}&j_{6}\end{Bmatrix}}={\begin{Bmatrix}j_{1}&j_{3}&j_{2}\\j_{4}&j_{6}&j_{5}\end{Bmatrix}}={\begin{Bmatrix}j_{3}&j_{2}&j_{1}\\j_{6}&j_{5}&j_{4}\end{Bmatrix}}.}

Вигнеров 6-ј симбол инваријантан је и на замену два аргумента у горњим колонама са два аргумента у доњим колонама:

{ j 1 j 2 j 3 j 4 j 5 j 6 } = { j 4 j 5 j 3 j 1 j 2 j 6 } = { j 1 j 5 j 6 j 4 j 2 j 3 } = { j 4 j 2 j 6 j 1 j 5 j 3 } . {\displaystyle {\begin{Bmatrix}j_{1}&j_{2}&j_{3}\\j_{4}&j_{5}&j_{6}\end{Bmatrix}}={\begin{Bmatrix}j_{4}&j_{5}&j_{3}\\j_{1}&j_{2}&j_{6}\end{Bmatrix}}={\begin{Bmatrix}j_{1}&j_{5}&j_{6}\\j_{4}&j_{2}&j_{3}\end{Bmatrix}}={\begin{Bmatrix}j_{4}&j_{2}&j_{6}\\j_{1}&j_{5}&j_{3}\end{Bmatrix}}.}

Вигнеров 6-ј симбол

{ j 1 j 2 j 3 j 4 j 5 j 6 } {\displaystyle {\begin{Bmatrix}j_{1}&j_{2}&j_{3}\\j_{4}&j_{5}&j_{6}\end{Bmatrix}}}

је нула сем ако j1, j2 и j3 не задовољавају триангуларне услове:

j 1 = | j 2 j 3 | , , j 2 + j 3 . {\displaystyle j_{1}=|j_{2}-j_{3}|,\ldots ,j_{2}+j_{3}.}

Асимптотски развој

Асимптотска формула је развијена за случај када свих шест квантних бројева j1, ..., j6 тежи великим бројевима. Асимптотска формула је дана са:

{ j 1 j 2 j 3 j 4 j 5 j 6 } 1 12 π | V | cos ( i = 1 6 J i θ i + π 4 ) . {\displaystyle {\begin{Bmatrix}j_{1}&j_{2}&j_{3}\\j_{4}&j_{5}&j_{6}\end{Bmatrix}}\sim {\frac {1}{\sqrt {12\pi |V|}}}\cos {\left(\sum _{i=1}^{6}J_{i}\theta _{i}+{\frac {\pi }{4}}\right)}.}

Литература

  • Abramowitz, Milton; Stegun, Irene A., ур. (1965). Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables. New York: Dover. ISBN 9780486612720. 
  • Edmonds, A. R. (1957). Angular Momentum in Quantum Mechanics. Princeton, New Jersey: Princeton University Press. ISBN 9780-691-07912-7. 
  • Messiah, Albert (1981). Quantum Mechanics. II (12th изд.). New York: North Holland Publishing. ISBN 9780-7204-0045-8. 

Спољашње везе

  • 3ј, 6ј и 9ј симболи