6j-символи

6j-символи Вігнера були введені в обіг Євгеном Полем Вігнером у 1940 й опубліковані у 1965. Вони співвідносяться з W-коефіцієнтами Рака таким чином

{ 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}).}

й мають вищий ступінь симетрії, ніж W-коефіцієнти Рака.

Властивості симетрії

6j-символ є інваріантним (не змінює свого значення) щодо взаємної перестановки будь-яких двох своїх стопчиків:

{ 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}}.}

6j-символ є також інваріантним щодо взаємної перестановки верхнього та нижнього аргументів у будь-якій парі стовпчиків:

{ 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}}.}

6j-символ

{ 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}}}

дорівнює нулю, за виключенням випадків коли j 1 {\displaystyle j_{1}} , j 2 {\displaystyle j_{2}} , та j 3 {\displaystyle j_{3}} задовільняють «правило трикутника», тобто

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

Приймаючи до уваги, що 6j-символ не змінює свого значення при взаємній перестановці верхнього та нижнього аргументів у будь-якій парі стовпчиків, «правило трикутника» повинно справджуватися також і для ( j 1 , j 5 , j 6 ) {\displaystyle (j_{1},j_{5},j_{6})} , ( j 4 , j 2 , j 6 ) {\displaystyle (j_{4},j_{2},j_{6})} , та ( j 4 , j 5 , j 3 ) {\displaystyle (j_{4},j_{5},j_{3})} .

Окремі випадки

Коли аргумент j 6 = 0 {\displaystyle j_{6}=0} , значення 6j-символу можна обчислити за наступною формулою:

{ 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}).}

Функція Δ ( j 1 , j 2 , j 3 ) {\displaystyle \Delta (j_{1},j_{2},j_{3})} дорівнює 1 коли ( j 1 , j 2 , j 3 ) {\displaystyle (j_{1},j_{2},j_{3})} задовольняють «правило трикутника», або нуль в інших випадках. Використовуючи властивості симетрії, можна знайти вираз для 6j-символу, коли будь-який інший аргумент j n {\displaystyle j_{n}} дорівнює нулю.

Відношення ортогональності

6j-символи задовольняють такі відношення ортогональності

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}).}

де δ j 6 j 6 {\displaystyle \delta _{j_{6}^{}j_{6}'}} є символом Кронекера, а функції Δ ( j 1 , j 5 , j 6 ) , Δ ( j 4 , j 2 , j 6 ) {\displaystyle \Delta (j_{1},j_{5},j_{6}),\Delta (j_{4},j_{2},j_{6})} описані у розділі про окремі випадки.

Див. також

Література

  • Биденхарн Л., Лаук Дж. Угловой момент в квантовой физике. Теория и приложения. — М. : Мир, 1984. — 302+343 с.
  • Зар Р. Теория углового момента. О пространственных эффектах в физике и химии. — М. : Мир, 1993. — 352 с.
  • Кондон Е., Шортли Г. Теория атомных спектров. — М. : ИЛ, 1949. — 440 с.
  • Мессиа А. Квантовая механика. — М. : Наука, 1979. — Т. 2. — 584 с.
  • Biedenharn, L. C.; van Dam, H. (1965). Quantum Theory of Angular Momentum: A collection of Reprints and Original Papers. New York: Academic Press. ISBN 0120960567.
  • Edmonds, A. R. (1957). Angular Momentum in Quantum Mechanics. Princeton, New Jersey: Princeton University Press. ISBN 0-691-07912-9.
  • Maximon, Leonard C. 3j,6j,9j Symbols.
  • Brink, D. M.; Satchler, G. R. (1993). Chapter 2. Angular Momentum (вид. 3rd). Oxford: Clarendon Press. ISBN 0-19-851759-9.

Посилання

  • Калькулятор коефіцієнтів Вінера, створений Антоні Стоуном [Архівовано 11 вересня 2010 у Wayback Machine.] (дає точну відповідь)
  • Вебкалькулятор для коефіцієнтів Клебш-Ґордана, 3j- та 6j-символів (чисельно)
  • Калькулятор для 369j-символів, розроблений у Plasma Laboratory of Weizmann Institute of Science [Архівовано 5 червня 2010 у Wayback Machine.] (чисельно)