Motion Caused by Magnetic Field in Lobachevsky Space

We study motion of a relativistic particle in the 3-dimensional Lobachevsky space in the presence of an external magnetic field which is analogous to a constant uniform magnetic field in the Euclidean space. Three integrals of motion are found and equations of motion are solved exactly in the special cylindrical coordinates. Motion on surface of the cylinder of constant radius is considered in detail.Comment: 4 page

Classical Particle in Presence of Magnetic Field, Hyperbolic Lobachevsky and Spherical Riemann Models

Motion of a classical particle in 3-dimensional Lobachevsky and Riemann spaces is studied in the presence of an external magnetic field which is analogous to a constant uniform magnetic field in Euclidean space. In both cases three integrals of motions are constructed and equations of motion are solved exactly in the special cylindrical coordinates on the base of the method of separation of variables. In Lobachevsky space there exist trajectories of two types, finite and infinite in radial variable, in Riemann space all motions are finite and periodical. The invariance of the uniform magnetic field in tensor description and gauge invariance of corresponding 4-potential description is demonstrated explicitly. The role of the symmetry is clarified in classification of all possible solutions, based on the geometric symmetry group, SO(3,1) and SO(4) respectively

Квантовый ротатор на трехмерной сфере

In this work, the quantum-mechanical problem of the motion of two material points of different masses on a three-dimensional sphere with a non-fixed position of the center of mass of the system is formulated on the basis of the previously solved classical problem. It is shown that the established Schrödinger equation includes two different reduced masses, depending on the distance between the points. For the case of the interaction potential of points, depending only on the distance between them, this equation allows the separation of variables into a radial, depending on the relative distance and both the reduced masses and the spherical part. The equation for the spherical part depends only on one of the above reduced mass and allows one to formulate and solve the problem of a rigid rotator - the distance between the points is fixed. The solution and spectrum of the problem of a rigid rotator are found. It is shown that the spectrum of the system has an upper limit that does not depend on the distance between points, in contrast to the spectrum in a flat space.На основе ранее решенной классической задачи сформулирована квантово-механическая задача о движении двух материальных точек различных масс на трехмерной сфере с нефиксированным положением центра масс системы. Показано, что в установленное уравнение Шредингера входят две различные приведенные массы, зависящие от расстояния между точками. Для случая потенциала взаимодействия точек, который зависит только от расстояния между ними, данное уравнение допускает разделение переменных на радиальную, зависящую от относительного расстояния, и обоих приведенных масс, а также сферическую части. Уравнение для сферической части зависит только от одной из приведенных масс и позволяет сформулировать и решить задачу о жестком ротаторе. Найдены решение и спектр задачи о жестком ротаторе. Показано, что спектр системы имеет верхнюю границу, не зависящую от расстояния между точками в отличие от спектра в плоском пространстве

ТЕОРЕТИКО-ГРУППОВАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ОРИСФЕР ТРЕХМЕРНОГО РАСШИРЕННОГО ПРОСТРАНСТВА ЛОБАЧЕВСКОГО

We have shown that the stationary group of the isotropic vector of the four- dimensional pseudo- uclidean space, which is the subgroup of the rotation group SO(3.1) of this space, is the group of motion of the first- and second-kind horospheres in the three-dimensional extended Lobachevsky space and act transitively on horospheres.Показано, что стационарная группа изотропного вектора четырехмерного псевдоевклидового пространства – подгруппа группы вращений SO(3.1) данного пространства является группой движений орисфер первого и второго рода в трехмерном расширенном пространстве Лобачевского и действует на орисферах транзитивно

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ СВОБОДНОГО ДВИЖЕНИЯ ЧАСТИЦ В ПРОСТРАНСТВЕ ЛОБАЧЕВСКОГО В ТЕРМИНАХ ТЕОРИИ РАССЕЯНИЯ

The problems of the motion of free particles in the three-dimensional Lobachevsky space are interpreted as scattering by space. The classical and quantum-mechanical cases are considered. A mechanical interpretation of parallel straight lines of the Lobachevsky space is given as the trajectories of non-interacting material points emitted from a point at infinity. Due to the properties of parallel lines in the Lobachevsky space, they can be considered as trajectories of particles scattered at an infinitely distant point. The concept of differential scattering cross sections in the horosphere element for the classical and quantum-mechanical problems is introduced. An analytical expression for the differential cross section in the quantum-mechanical problem is obtained. To derive this expression, we used the solutions of the Schrödinger equation in horospherical coordinates. It is noted that some part of a horosphere is a secant beam of parallel trajectories, can be considered as a model of a two-dimensional flat universe in the three-dimensional space with curvature – Lobachevsky space.  Задачи о движении свободной частицы в трехмерном пространстве лобачевского интерпретируются как рассеяние пространством. Рассмотрены классический и квантово-механический случаи. Дана механическая интерпретация параллельных прямых пространства лобачевского как траекторий невзаимодействующих материальных точек, вылетевших из точки на бесконечности. В силу свойств параллельных прямых пространства лобачевского их можно рассматривать как траектории частиц, рассеянных на бесконечно удаленной точке. Введено понятие дифференциальных сечений рассеяния в элемент орисферы для классической и квантово-механической задач. Получено аналитическое выражение для дифференциального сечения в квантово-механической задаче. Для вывода данного выражения использовались решения уравнения Шредингера в орисферических координатах. Отмечается, что часть орисферы, секущая пучок параллельных траекторий, может рассматриваться как модель двумерной плоской вселенной в трехмерном пространстве с кривизной – пространстве лобачевского. 

Описание свободной квантово-механической частицы в пространстве лобачевского на основе интегрального уравнения

The quantum mechanical problem of the motion of a free particle in the three-dimensional Lobachevsky space is interpreted as space scattering. The quantum case is considered on the basis of the integral equation derived from the Schrödinger equation. The work continues the problem considered in [1] studied within the framework of classical mechanics and on the basis of solving the Schrödinger equation in quasi-Cartesian coordinates. The proposed article also uses a quasi-Cartesian coordinate system; however after the separation of variables, the integral equation is derived for the motion along the axis of symmetry horosphere axis coinciding with the z axis. The relationship between the scattering amplitude and the analytical functions is established. The iteration method and finite differences for solution of the integral equation are proposed.Квантово-механическая задача о движении свободной частицы в трехмерном пространстве Лобачевского интерпретируется как рассеяние пространством. Квантовый случай рассматривается на основе интегрального уравнения, выведенного из уравнения Шредингера. Работа продолжает рассмотренную в [1] задачу, исследованную в рамках классической механики и на основе решения уравнения Шредингера в квазидекартовых координатах. В предлагаемом исследовании также используется квазидекартова система координат, однако после разделения переменных для движения вдоль оси симметрии орисферы, совпадающей с осью z, выводится интегральное уравнение. Устанавливается связь амплитуды рассеяния с аналитическими функциями. Метод последовательных приближений и конечно-разностный метод решения полученного уравнения предлагаются

Когерентные состояния, связанные с двумерными эллиптическим и гиперболическим уравнениями

In this article it is shown that by performing Levi–Chivita-type transformations in the two-dimensional Helmholtz and Klein–Fock-type equations, it is possible to determine coherent states in a standard way. Moreover, if in the case of the Helmholtz elliptic equation the Levi–Civita transformation is realized by a complex quadratic map, then in the case of the Klein–Foсk-type equation it is realized by an analogue of such a map however defined for functions of a double variable. The coordinate and momentum representations of the coherent state are found. The purpose of constructing coherent states in the described manner is a further development of the hadron model proposed in [1; 2].Показано, что совершая преобразования типа Леви–Чивита в двумерных уравнениях Гельмгольца и Клейна–Фока возможно определение когерентных состояний стандартным образом. При этом, если в случае эллиптического уравнения Гельмгольца преобразование Леви–Чивита реализуется комплексным квадратичным отображением, то в случае гиперболического уравнения типа Клейна–Фока оно реализуется аналогом такого отображения, определенного для функций двойного переменного. Найдены координатные и импульсные представления построенных когерентных состояний. Целью построения когерентных состояний описанным образом является дальнейшее развитие модели адронов, предложенной в [1; 2]