rs ttr rsr r t - - PowerPoint PPT Presentation

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇♦✉♥❞❛r② ❈♦♥❞✐t✐♦♥s

❋❡❞❡r✐❝❛ ❱✐t❛❧❡ ❉✐♣ ❞✐ ▼❛t❡♠❛t✐❝❛ ❡ ❋✐s✐❝❛ ❛♥❞ ❙❡③✐♦♥❡ ■◆❋◆ ✲ ❯♥✐✈❡rs✐tà ❞❡❧ ❙❛❧❡♥t♦ ❏♦✐♥t ✇♦r❦ ✇✐t❤✿ ❋✳ ❉❡♠♦♥t✐s✱ ❇✳ Pr✐♥❛r✐ ❛♥❞ ❈✳ ✈❛♥ ❞❡r ▼❡❡ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❊✈♦❧✉t✐♦♥ ❊q✉❛t✐♦♥s ❛♥❞ ▲✐♥❡❛r ❆❧❣❡❜r❛✳ ❆ ❈♦♥❢❡r❡♥❝❡ t♦ ❝❡❧❡❜r❛t❡ t❤❡ ✻✵t❤ ❜✐rt❤❞❛② ♦❢ ❈♦r♥❡❧✐s ✈❛♥ ❞❡r ▼❡❡ ❈❛❣❧✐❛r✐✱ ■t❛❧② ❙❡♣t❡♠❜❡r ✷✲✺✱ ✷✵✶✸

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ❖✉t❧✐♥❡

✶ ■♥tr♦❞✉❝t✐♦♥ ✷ ❉✐r❡❝t ♣r♦❜❧❡♠ ✸ ■♥✈❡rs❡ ♣r♦❜❧❡♠

❘✐❡♠❛♥♥✲❍✐❧❜❡rt ♣r♦❜❧❡♠ ▼❛r❝❤❡♥❦♦ ❡q✉❛t✐♦♥s ❛♥❞ tr✐♣❧❡t ♠❡t❤♦❞

✹ ❚✐♠❡ ❡✈♦❧✉t✐♦♥ ✺ ❙✉♠♠❛r② ❛♥❞ ♦✈❡r✈✐❡✇

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ■♥tr♦❞✉❝t✐♦♥

■♥tr♦❞✉❝t✐♦♥

❲❡ st✉❞② t❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ✭■❙❚✮ ❢♦r t❤❡ ❞❡❢♦❝✉s✐♥❣ ♥♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ✭◆▲❙✮ ❡q✉❛t✐♦♥ ✐qt = q①① − ✷ |q|✷q ✇✐t❤ ♥♦♥✲③❡r♦ ❜♦✉♥❞❛r② ❝♦♥❞✐t✐♦♥s ✭◆❩❇❈s✮ q(①, t) → q±(t) = q✵❡✷✐q✷

✵t+✐θ±

① → ±∞ q✵ > ✵ ❛♥❞ ✵ ≤ θ± < ✷π ❛r❡ ❛r❜✐tr❛r② ❝♦♥st❛♥ts✳ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆▲❙ ✐s ✐♠♣♦rt❛♥t ✐♥ ❞❡s❝r✐❜✐♥❣ ♠❛♥② ♥♦♥❧✐♥❡❛r ♣❤❡♥♦♠❡♥❛✿ s✉r❢❛❝❡ ✇❛✈❡s ✐♥ ❞❡❡♣ ✇❛t❡r ♣❧❛s♠❛ ♣❤②s✐❝s ♥♦♥❧✐♥❡❛r ✜❜❡r ♦♣t✐❝s ❇♦s❡✲❊✐♥st❡✐♥ ❝♦♥❞❡♥s❛t✐♦♥

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ■♥tr♦❞✉❝t✐♦♥

■♥t❡r❡st ✐♥ ◆▲❙ ❛s ❛ ♣r♦t♦t②♣✐❝❛❧ ✐♥t❡❣r❛❜❧❡ s②st❡♠✿ ♠♦st ❞✐s♣❡rs✐✈❡ ❡♥❡r❣② ♣r❡s❡r✈✐♥❣ s②st❡♠s ❣✐✈❡ r✐s❡✱ ✐♥ ❛♣♣r♦♣r✐❛t❡ ❧✐♠✐ts✱ t♦ t❤❡ s❝❛❧❛r ◆▲❙ ❡q✉❛t✐♦♥✳ ❚❤❡ ❝❧❛ss ♦❢ ♥♦♥✈❛♥✐s❤✐♥❣ ♣♦t❡♥t✐❛❧s q ❛s |①| → ∞ ❢♦r ❞❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆▲❙ ✐♥❝❧✉❞❡s s♦❧✐t♦♥ s♦❧✉t✐♦♥s ✇✐t❤ ◆❩❇❈s✱ ❝❛❧❧❡❞ ❞❛r❦✴❣r❛② s♦❧✐t♦♥s

q(①, t) = q✵❡✷✐q✷

✵t [ ❝♦s α + ✐(s✐♥ α) t❛♥❤ [q✵(s✐♥ α) (① − ✷q✵ t ❝♦s α − ①✵)] ] ,

q✵✱ α ❛♥❞ ①✵ ❛r❜✐tr❛r② r❡❛❧ ♣❛r❛♠❡t❡rs✳ ❉❛r❦ s♦❧✐t♦♥ s♦❧✉t✐♦♥s ❛♣♣❡❛r ❛s ❧♦❝❛❧✐③❡❞ ❞✐♣s ♦❢ ✐♥t❡♥s✐t② q✷

✵ s✐♥✷ α ♦♥ t❤❡ ❜❛❝❦❣r♦✉♥❞ ✜❡❧❞ q✵✿

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ■♥tr♦❞✉❝t✐♦♥

❚❤❡ ■❙❚ ❢♦r ❞❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆▲❙ ❡q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆❩❇❈s ✇❛s st✉❞✐❡❞ ❜②✿ ✶✾✼✸✿ ❩❛❦❤❛r♦✈ ❛♥❞ ❙❤❛❜❛t ✶✾✼✼✲✶✾✼✽✿ ❑❛✇❛t❛ ❛♥❞ ■♥♦✉❡ ✶✾✼✽✲✶✾✽✺✿ ●❡r❞❥✐❦♦✈ ❛♥❞ ❑✉❧✐s❤ ✶✾✽✵✲✶✾✽✹✿ ▲❡♦♥✱ ❇♦✐t✐ ❛♥❞ P❡♠♣✐♥❡❧❧✐❀ ❆s❛♥♦ ❛♥❞ ❑❛t♦ ✶✾✽✼✿ ❋❛❞❞❡❡✈ ❛♥❞ ❚❛❦❤t❛❥❛♥ ❜✉t ♠❛♥② ♦♣❡♥ ✐ss✉❡s r❡♠❛✐♥ t♦ ❜❡ ❛❞❞r❡ss❡❞✱ s✉❝❤ ❛s✿ ■❞❡♥t✐❢② t❤❡ ♠♦st s✉✐t❛❜❧❡ ❢✉♥❝t✐♦♥❛❧ ❝❧❛ss ♦❢ ♥♦♥✲❞❡❝❛②✐♥❣ ♣♦t❡♥t✐❛❧s ✇❤❡r❡ t❤❡ ❞✐r❡❝t ❛♥❞ ✐♥✈❡rs❡ s❝❛tt❡r✐♥❣ ♣r♦❜❧❡♠s ❛r❡ ✇❡❧❧✲♣♦s❡❞ ❘✐❣♦r♦✉s❧② ❡st❛❜❧✐s❤ ❛♥❛❧②t✐❝✐t② ♣r♦♣❡rt✐❡s ♦❢ ❡✐❣❡♥❢✉♥❝t✐♦♥s ❛♥❞ s❝❛tt❡r✐♥❣ ❞❛t❛ ■♥✈❡st✐❣❛t❡ t❤❡ ✇❡❧❧✲♣♦s❡❞♥❡ss ♦❢ t❤❡ ❘✐❡♠❛♥♥✲❍✐❧❜❡rt ♣r♦❜❧❡♠ ❲❡ ❛❞❞r❡ss t❤❡s❡ ♣r♦❜❧❡♠s ❛♥❞ ✐♥❞✐❝❛t❡ s♦♠❡ ✐♠♣r♦✈❡♠❡♥ts✳

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ■♥tr♦❞✉❝t✐♦♥

■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠

■❙❚ ✐s ❛ ♥♦♥❧✐♥❡❛r ✈❡rs✐♦♥ ♦❢ t❤❡ ❋♦✉r✐❡r tr❛♥s❢♦r♠ t♦ s♦❧✈❡ t❤❡ ✐♥✐t✐❛❧✲✈❛❧✉❡ ♣r♦❜❧❡♠ ❢♦r ❝❡rt❛✐♥ ♥♦♥❧✐♥❡❛r ✐♥t❡❣r❛❜❧❡ P❉❊s✳

Given q(x, 0) (k,0), k , C (0)

n n

n=1, ..., N (k,t), k , C (t)

n n

q(x,t)

Direct scattering problem with potential q(x,0) Time evolution of scattering data Inverse scattering problem with time-evolved scattering data

❉✐r❡❝t Pr♦❜❧❡♠✿ ❚❤❡ ✐♥✐t✐❛❧ ❞❛t❛ q(①, ✵) ❛r❡ tr❛♥s❢♦r♠❡❞ ✐♥t♦ s❝❛tt❡r✐♥❣ ❞❛t❛ ✭r❡✢❡❝t✐♦♥ ❝♦❡✣❝✐❡♥t✱ ❞✐s❝r❡t❡ ❡✐❣❡♥✈❛❧✉❡s✱ ❛♥❞ ♥♦r♠✐♥❣ ❝♦♥st❛♥ts✮✳ ❚✐♠❡ ❊✈♦❧✉t✐♦♥✿ ❚❤❡ t✐♠❡ ❞❡♣❡♥❞❡♥❝❡ ♦❢ t❤❡ s❝❛tt❡r✐♥❣ ❞❛t❛ ✐s ❞❡t❡r♠✐♥❡❞✳ ■♥✈❡rs❡ Pr♦❜❧❡♠✿ ❚❤❡ s♦❧✉t✐♦♥ q(①, t) ✐s r❡❝♦✈❡r❡❞ ❢r♦♠ t❤❡ ❡✈♦❧✈❡❞ s❝❛tt❡r✐♥❣ ❞❛t❛✳

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ❉✐r❡❝t ♣r♦❜❧❡♠

❚❤❡ s❝❛tt❡r✐♥❣ ♣r♦❜❧❡♠

❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆▲❙ ❝❛♥ ❜❡ ❛ss♦❝✐❛t❡❞ t♦ t❤❡ ❢♦❧❧♦✇✐♥❣ s❝❛tt❡r✐♥❣ ♣r♦❜❧❡♠ ∂❳ ∂① (①, ❦) = (−✐❦σ✸ + ◗(①)) ❳(①, ❦) , ① ∈ R ✭✶✮ ✭❆❜❧♦✇✐t③✲❑❛✉♣✲◆❡✇❡❧❧✲❙❡❣✉r s❝❛tt❡r✐♥❣ ♣r♦❜❧❡♠✮ ✇❤❡r❡ σ✸ = ✶ ✵ ✵ −✶

• ,

◗(①) =

• ✵

q(①) q∗(①) ✵

• ,

q(①) ✐s t❤❡ ♣♦t❡♥t✐❛❧✱ q± ❛r❡ t❤❡ ◆❩❇❈s✱ q(①) − q± ∈ ▲✶(R±)✱ ❦ ✐s t❤❡ ❝♦♠♣❧❡① s♣❡❝tr❛❧ ♣❛r❛♠❡t❡r✳ ❚❤❡ s❝❛tt❡r✐♥❣ ♣r♦❜❧❡♠ ✭✶✮ ❝❛♥ ❜❡ ✇r✐tt❡♥ ✐♥ t❤❡ ❡q✉✐✈❛❧❡♥t ❢♦r♠✿ ∂❳ ∂① (①, ❦) = ❆(①, ❦)❳(①, ❦) + (◗(①) − ◗❢ (①))❳(①, ❦) , ✇❤❡r❡ ✇❡ ❤❛✈❡ ❞❡✜♥❡❞ ❆(①, ❦) = θ(①)❆+(❦) + θ(−①)❆−(❦) , ◗❢ (①) = θ(①)◗+ + θ(−①)◗− , ❆±(❦) = −✐❦σ✸ + ◗± ≡ −✐❦ q± q∗

±

✐❦

• ,

◗± = ✵ q± q∗

±

✵

• .

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ❉✐r❡❝t ♣r♦❜❧❡♠

❖✉r ❝♦♥tr✐❜✉t✐♦♥s

❲❡ ✇✐❧❧ ✐♥❞✐❝❛t❡ s♦♠❡ st❡♣s ❢♦r✇❛r❞ ✇✐t❤ r❡s♣❡❝t t♦ t❤❡ r❡s✉❧ts ✐♥ t❤❡ ❡①✐st✐♥❣ ❧✐t❡r❛t✉r❡✳ ■♥ ♣❛rt✐❝✉❧❛r✿ ❲❡ s❤♦✇ t❤❛t t❤❡ ❞✐r❡❝t ♣r♦❜❧❡♠ ✐s ✇❡❧❧ ❞❡✜♥❡❞ ✇❤❡♥ q − q± ∈ ▲✶,✷(R±)✱ ✐✳❡✳✱ (✶ + |①|)✷[q(①) − q±] ∈ ▲✶(R±) ❲❡ ❞❡r✐✈❡ ✐♥t❡❣r❛❧ r❡♣r❡s❡♥t❛t✐♦♥s ❢♦r t❤❡ s❝❛tt❡r✐♥❣ ❝♦❡✣❝✐❡♥ts ❲❡ ❡st❛❜❧✐s❤ r✐❣♦r♦✉s❧② t❤❡ ❛♥❛❧②t✐❝✐t② ♣r♦♣❡rt✐❡s ♦❢ ❡✐❣❡♥❢✉♥❝t✐♦♥s ❛♥❞ s❝❛tt❡r✐♥❣ ❞❛t❛ ❢♦r ♣♦t❡♥t✐❛❧s ✐♥ t❤✐s ❢✉♥❝t✐♦♥❛❧ ❝❧❛ss ❲❡ ♣r♦✈❡ t❤❛t✱ ✐❢ q − q± ∈ ▲✶,✹(R±)✱ t❤❡ ❞✐s❝r❡t❡ ❡✐❣❡♥✈❛❧✉❡s ❛r❡ ✜♥✐t❡ ✐♥ ♥✉♠❜❡r ❛♥❞ ❜❡❧♦♥❣ t♦ t❤❡ s♣❡❝tr❛❧ ❣❛♣ ❦ ∈ (−q✵, q✵) ❲❡ ❢♦r♠✉❧❛t❡ ❛♥❞ s♦❧✈❡ t❤❡ ✐♥✈❡rs❡ ♣r♦❜❧❡♠ ❛s ❛ ❘✐❡♠❛♥♥✲❍✐❧❜❡rt ♣r♦❜❧❡♠ ❛♥❞ ✈✐❛ ▼❛r❝❤❡♥❦♦ ✐♥t❡❣r❛❧ ❡q✉❛t✐♦♥s

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ❉✐r❡❝t ♣r♦❜❧❡♠

❚✇♦✲s❤❡❡t❡❞ ❘✐❡♠❛♥♥ s✉r❢❛❝❡

❆s②♠♣t♦t✐❝ ❡✐❣❡♥✈❛❧✉❡s ❛♥❞ ❡✐❣❡♥✈❡❝t♦rs ♦❢ t❤❡ s❝❛tt❡r✐♥❣ ♣r♦❜❧❡♠ ❞❡♣❡♥❞ ♦♥ t❤❡ s♣❡❝tr❛❧ ✈❛r✐❛❜❧❡ λ =

• ❦✷ − q✷

✵✳

❚❤❡ ✈❛r✐❛❜❧❡ ❦ ✐s t❤❡♥ t❤♦✉❣❤t ♦❢ ❛s ❜❡❧♦♥❣✐♥❣ t♦ ❛ ❘✐❡♠❛♥♥ s✉r❢❛❝❡ K ❝♦♥s✐st✐♥❣ ♦❢ ❛ s❤❡❡t K+ ❛♥❞ ❛ s❤❡❡t K− ✇❤✐❝❤ ❜♦t❤ ❝♦✐♥❝✐❞❡ ✇✐t❤ t❤❡ ❝♦♠♣❧❡① ♣❧❛♥❡ ❝✉t ❛❧♦♥❣ t❤❡ s❡♠✐❧✐♥❡s Σ = (−∞, −q✵] ∪ [q✵, ∞) ✇✐t❤ ❡❞❣❡s ❣❧✉❡❞ s✉❝❤ t❤❛t λ(❦) ✐s ❝♦♥t✐♥✉♦✉s t❤r♦✉❣❤ t❤❡ ❝✉t✿

q0

• q

Sheet Im >0 Im k>0 Im k<0

q0

• q

Sheet Im <0 Im k>0 Im k<0

K+

+

K+

 : :

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ❉✐r❡❝t ♣r♦❜❧❡♠

❉✐r❡❝t ♣r♦❜❧❡♠✿ ❋✉♥❞❛♠❡♥t❛❧ ❡✐❣❡♥❢✉♥❝t✐♦♥s

❈♦♥s✐❞❡r t❤❡ s❝❛tt❡r✐♥❣ ♣r♦❜❧❡♠ ∂❳ ∂① (①, ❦) = ❆(①, ❦)❳(①, ❦) + (◗(①) − ◗❢ (①))❳(①, ❦) , ✭✷✮ ❆(①, ❦) = θ(①)❆+(❦) + θ(−①)❆−(❦) , ◗❢ (①) = θ(①)◗+ + θ(−①)◗− , ❆±(❦) = −✐❦σ✸ + ◗± ≡ −✐❦ q± q∗

±

✐❦

• ,

◗± = ✵ q± q∗

±

✵

• .

❲❡ ❞❡✜♥❡✱ ❢♦r ❦ ∈ Σ✱ t❤❡ ❢✉♥❞❛♠❡♥t❛❧ ❡✐❣❡♥❢✉♥❝t✐♦♥s ❛s s♦❧✉t✐♦♥s t♦ ✭✷✮ s❛t✐s❢②✐♥❣ ˜ Ψ(①, ❦) = ❡①❆+(❦)[■✷ + ♦(✶)], ① → +∞, ˜ Φ(①, ❦) = ❡①❆−(❦)[■✷ + ♦(✶)], ① → −∞, ■✷ ❜❡✐♥❣ t❤❡ ✷ × ✷ ✐❞❡♥t✐t② ♠❛tr✐①✳

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ❉✐r❡❝t ♣r♦❜❧❡♠

❋✉♥❞❛♠❡♥t❛❧ ♠❛tr✐①

❲❡ ❞❡✜♥❡ t❤❡ ❢✉♥❞❛♠❡♥t❛❧ ♠❛tr✐① G(①, ②; ❦) ❢♦r t❤❡ s❝❛tt❡r✐♥❣ ♣r♦❜❧❡♠ ✇✐t❤ ❣❡♥❡r❛t♦r ❆(①, ❦) = θ(①)❆+(❦) + θ(−①)❆−(❦) ❜②✿ G(①, ②; ❦) =          ❡(①−②)❆+(❦), ①, ② ≥ ✵, ❡(①−②)❆−(❦), ①, ② ≤ ✵, ❡①❆+(❦)❡−②❆−(❦), ①, −② ≥ ✵, ❡①❆−(❦)❡−②❆+(❦), ①, −② ≤ ✵. G(①, ②; ❦) s♦❧✈❡s t❤❡ s❝❛tt❡r✐♥❣ ♣r♦❜❧❡♠ ✇✐t❤ ♣♦t❡♥t✐❛❧ ◗(①) = ◗❢ (①)✱ ✐✳❡✳ ∂ ∂① G(①, ②; ❦) = ❆(①, ❦)G(①, ②; ❦) , G(①, ①; ❦) = ■✷ . G(①, ②; ❦) ❞❡♣❡♥❞s ❝♦♥t✐♥✉♦✉s❧② ♦♥ (①, ②, ❦) ∈ R✷ × Σ✱ ❛♥❞ ✐t s❛t✐s✜❡s✿ G(①, ②; ❦) ≤

• ❈,

❦ < −q✵ ♦r ❦ > q✵, ❈(✶ + |①|)(✶ + |②|), ❦ = ±q✵, ✇❤❡r❡ ❈ ≥ ✶ ✐s ✐♥❞❡♣❡♥❞❡♥t ♦❢ (①, ②) ∈ R✷✳

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ❉✐r❡❝t ♣r♦❜❧❡♠

❚❤❡♦r❡♠ ✶ ■❢ q(①) − q± ∈ ▲✶(R±)✱ t❤❡♥ t❤❡ ❱♦❧t❡rr❛ ✐♥t❡❣r❛❧ ❡q✉❛t✐♦♥s ˜ Ψ(①, ❦) = G(①, ✵; ❦) − ∞

①

❞② G(①, ②; ❦)[◗(②) − ◗❢ (②)]˜ Ψ(②, ❦) , ˜ Φ(①, ❦) = G(①, ✵; ❦) + ①

−∞

❞② G(①, ②; ❦)[◗(②) − ◗❢ (②)]˜ Φ(②, ❦) , ❤❛✈❡ t❤❡ ❢✉♥❞❛♠❡♥t❛❧ ❡✐❣❡♥❢✉♥❝t✐♦♥s ˜ Ψ✱ ˜ Φ ❛s t❤❡✐r ✉♥✐q✉❡ s♦❧✉t✐♦♥s ❛♥❞ t❤❡② ❛r❡ ❝♦♥t✐♥✉♦✉s ❢♦r ❛♥② ❦ ∈ Σ \ {±q✵}✳ ■❢ q(①) − q± ∈ ▲✶,✷(R±)✱ t❤❡ r❡s✉❧t ❛❧s♦ ❤♦❧❞s ❢♦r ❦ = ±q✵✳ ▼♦r❡♦✈❡r✱ ❢♦r ❦ ∈ Σ✿ ˜ Ψ(①, ❦) = G(①, ✵; ❦)[A❧(❦) + ♦(✶)], ① → −∞, ˜ Φ(①, ❦) = G(①, ✵; ❦)[Ar(❦) + ♦(✶)], ① → +∞, ✇✐t❤ tr❛♥s✐t✐♦♥ ❝♦❡✣❝✐❡♥t ♠❛tr✐❝❡s A❧(❦) ❛♥❞ Ar(❦) ❣✐✈❡♥ ❜② A❧(❦) = ■✷ − ∞

−∞

❞② G(✵, ②; ❦)[◗(②) − ◗❢ (②)]˜ Ψ(②, ❦), Ar(❦) = ■✷ + ∞

−∞

❞② G(✵, ②; ❦)[◗(②) − ◗❢ (②)]˜ Φ(②, ❦).

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ❉✐r❡❝t ♣r♦❜❧❡♠

❋✉♥❞❛♠❡♥t❛❧ ❡✐❣❡♥❢✉♥❝t✐♦♥s

❚❤❡ ❢✉♥❞❛♠❡♥t❛❧ ❡✐❣❡♥❢✉♥❝t✐♦♥s ❝❛♥ ❛❧s♦ ❜❡ ❞❡r✐✈❡❞ ❛s ♣❡rt✉r❜❛t✐♦♥s ♦❢ ❡①❆±(❦) ❛s ① → ±∞✱ ✈✐❛ t❤❡ ✐♥t❡❣r❛❧ ❡q✉❛t✐♦♥s ˜ Ψ(①, ❦) = ❡①❆+(❦) − ∞

①

❞② ❡(①−②)❆+(❦)[◗(②) − ◗+]˜ Ψ(②, ❦) , ˜ Φ(①, ❦) = ❡①❆−(❦) + ①

−∞

❞② ❡(①−②)❆−(❦)[◗(②) − ◗−]˜ Φ(②, ❦) . ❚❤❡ ✐♥t❡❣r❛❧ ❡q✉❛t✐♦♥s ❢♦r ˜ Ψ ❝♦✐♥❝✐❞❡ ❢♦r ① ≥ ✵✱ ✇❤❡r❡❛s t❤❡ ♦♥❡s ❢♦r ˜ Φ ❝♦✐♥❝✐❞❡ ❢♦r ① ≤ ✵✳ ❚❤❡ ❧❛tt❡r✱ ❤♦✇❡✈❡r✱ ❛r❡ ♥♦t s✉✐t❛❜❧❡ ❢♦r ✐♥✈❡st✐❣❛t✐♥❣ t❤❡ ❜❡❤❛✈✐♦r ♦❢ t❤❡ ❡✐❣❡♥❢✉♥❝t✐♦♥s ❛s ① → ∓∞✱ s✐♥❝❡ t❤❡✐r ✐t❡r❛t❡s ❛r❡ ❝♦♥t✐♥✉♦✉s ❢✉♥❝t✐♦♥s ♦❢ ① ∈ R ✇❤✐❝❤ ❝♦♥✈❡r❣❡ ✉♥✐❢♦r♠❧② t♦ ˜ Ψ(①, ❦) ✭r❡s♣✳✱ ˜ Φ(①, ❦)✮ ❢♦r ① ≥ ①✵ > −∞ ✭r❡s♣✳✱ ① ≤ ①✵ < +∞✮✱ ❜✉t ♥♦t❤✐♥❣ ❝❛♥ ❜❡ s❛✐❞ ❛❜♦✉t t❤❡ ❧✐♠✐t ❛s ① → −∞ ✭r❡s♣✳ ① → +∞✮✳

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ❉✐r❡❝t ♣r♦❜❧❡♠

❏♦st s♦❧✉t✐♦♥s

❚❤❡ ❏♦st s♦❧✉t✐♦♥s ❢r♦♠ t❤❡ r✐❣❤t ❛♥❞ t❤❡ ❧❡❢t✱ r❡s♣❡❝t✐✈❡❧②✱ ❛r❡ ❞❡✜♥❡❞ ❛s ˜ Ψ(①, ❦)❲+(❦) =

• ψ(①, ❦)

ψ(①, ❦)

• ,

˜ Φ(①, ❦)❲−(❦) =

• φ(①, ❦)

φ(①, ❦)

• ,

✇❤❡r❡ ❲±(❦) = λ + ❦ λ − ❦ ✐q∗

±

−✐q∗

±

• ,

❆±(❦)❲±(❦) = ❲±(❦)❞✐❛❣(−✐λ, ✐λ). ❲❡ t❤❡♥ ♦❜t❛✐♥ ❢♦r t❤❡ ❏♦st s♦❧✉t✐♦♥s t❤❡ ✉s✉❛❧ ❛s②♠♣t♦t✐❝ ❜❡❤❛✈✐♦r✿ ψ(①, ❦) ∼ ❡−✐λ① λ + ❦ ✐q∗

+

• ,

ψ(①, ❦)∼ ❡✐λ① λ − ❦ −✐q∗

+

• ,

① → +∞, φ(①, ❦) ∼ ❡−✐λ①

• λ + ❦

✐q∗

−

• ,

φ(①, ❦)∼ ❡✐λ①

• λ − ❦

−✐q∗

−

• ,

① → −∞.

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ❉✐r❡❝t ♣r♦❜❧❡♠

❙✐♥❝❡ ˜ Ψ(①, ❦) ❛♥❞ ˜ Φ(①, ❦) ❛r❡ sq✉❛r❡ ♠❛tr✐① s♦❧✉t✐♦♥s ♦❢ t❤❡ s❝❛tt❡r✐♥❣ ♣r♦❜❧❡♠ ✭❛ ❤♦♠♦❣❡♥❡♦✉s ✜rst ♦r❞❡r s②st❡♠✮✱ ✇❡ ❤❛✈❡ ˜ Φ(①, ❦) = ˜ Ψ(①, ❦)Ar(❦), ˜ Ψ(①, ❦) = ˜ Φ(①, ❦)A❧(❦), ✇❤❡r❡ A❧(❦) ❛♥❞ Ar(❦) ❛r❡ t❤❡ tr❛♥s✐t✐♦♥ ❝♦❡✣❝✐❡♥t ♠❛tr✐❝❡s✳ ❚❤❡♥

• φ(①, ❦)

φ(①, ❦)

• =
• ψ(①, ❦)

ψ(①, ❦)

• ❙(❦) ,

✇❤❡r❡ ❙(❦) =❲ −✶

+ (❦)Ar(❦)❲−(❦) =

• ❛(❦)

❜(❦) ❜(❦) ❛(❦)

• .

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• ❛(❦)

❜(❦) ❜(❦) ❛(❦)

• =

∞

✵

❞② ❡✐λ②σ✸❲ −✶

+ (❦)[◗(②) − ◗+]

• φ(②, ❦)

φ(②, ❦)

• + ❲ −✶

+ (❦)❲−(❦)

• ■✷ +

✵

−∞

❞② ❡✐λ②σ✸❲ −✶

− (❦)[◗(②) − ◗−]

• φ(②, ❦)

φ(②, ❦)

• .

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ❉✐r❡❝t ♣r♦❜❧❡♠

❆♥❛❧✐t✐❝✐t② ♣r♦♣❡rt✐❡s

❚❤❡♦r❡♠ ✷ ■❢ q(①) − q± ∈ ▲✶,✷(R±)✱ t❤❡♥ t❤❡ ❏♦st s♦❧✉t✐♦♥s ❡−✐λ①ψ(①, ❦) ❛♥❞ ❡✐λ①φ(①, ❦) ❛r❡ ❝♦♥t✐♥✉♦✉s ❢♦r ❦ ∈ K+ ❛♥❞ ❛♥❛❧②t✐❝ ❢♦r ❦ ∈ K+❀ ❡✐λ①ψ(①, ❦) ❛♥❞ ❡−✐λ①φ(①, ❦) ❛r❡ ❝♦♥t✐♥✉♦✉s ❢♦r ❦ ∈ K− ❛♥❞ ❛♥❛❧②t✐❝ ❢♦r ❦ ∈ K−✳ ❚❤❡ s❝❛tt❡r✐♥❣ ❝♦❡✣❝✐❡♥t ❛(❦) ✭r❡s♣ ❛(❦)✮ ✐s ❝♦♥t✐♥✉♦✉s ✐♥ ❦ ∈ K+ \ {±q✵} ✭r❡s♣ ❦ ∈ K− \ {±q✵}✮ ❛♥❞ ❛♥❛❧②t✐❝ ✐♥ ❦ ∈ K+ ✭r❡s♣ ❦ ∈ K−✮✳ ❚❤❡ ❢✉♥❝t✐♦♥s ❜(❦)✱ ❜(❦) ❛r❡ ❝♦♥t✐♥✉♦✉s ✐♥ ❦ ∈ Σ \ {±q✵}✱ ❜✉t ✐♥ ❣❡♥❡r❛❧ ❝❛♥♥♦t ❜❡ ❝♦♥t✐♥✉❡❞ ♦✛ Σ✳

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ❉✐r❡❝t ♣r♦❜❧❡♠

❯♥✐❢♦r♠✐③❛t✐♦♥ ✈❛r✐❛❜❧❡

❋♦❧❧♦✇✐♥❣ ✭❋❚✮ ✇❡ ✐♥tr♦❞✉❝❡ ❛ ✉♥✐❢♦r♠✐③❛t✐♦♥ ✈❛r✐❛❜❧❡ ③ ❞❡✜♥❡❞ ❜②✿ ③ = ❦ + λ(❦) . ❚❤❡ t✇♦ s❤❡❡ts K+✱ K− ♦❢ t❤❡ ❘✳ s✉r❢❛❝❡ ❛r❡ ♠❛♣♣❡❞ r❡s♣❡❝t✐✈❡❧② ♦♥t♦ t❤❡ ✉♣♣❡r ❛♥❞ ❧♦✇❡r ❤❛❧❢✲♣❧❛♥❡s ♦❢ t❤❡ ❝♦♠♣❧❡① ③✲♣❧❛♥❡ ❚❤❡ ❝✉t Σ ♦♥ t❤❡ ❘✐❡♠❛♥♥ s✉r❢❛❝❡ ✐s ♠❛♣♣❡❞ ♦♥t♦ t❤❡ r❡❛❧ ③ ❛①✐s ❚❤❡ s❡❣♠❡♥ts −q✵ ≤ ❦ ≤ q✵ ♦♥ K+ ❛♥❞ K− ❛r❡ ♠❛♣♣❡❞ ♦♥t♦ t❤❡ ✉♣♣❡r ❛♥❞ ❧♦✇❡r s❡♠✐❝✐r❝❧❡s ♦❢ r❛❞✐✉s q✵ ❛♥❞ ❝❡♥t❡r ❛t t❤❡ ♦r✐❣✐♥ ♦❢ t❤❡ ③✲♣❧❛♥❡✳ ❚❛❦✐♥❣ ✐♥t♦ ❛❝❝♦✉♥t t❤❡ s②♠♠❡tr✐❡s ✐♥ t❤❡ ❡✐❣❡♥❢✉♥❝t✐♦♥s ❛♥❞ s❝❛tt❡r✐♥❣ ❝♦❡✣❝✐❡♥ts✱ t❤❡ s❝❛tt❡r✐♥❣ ❞❛t❛ ❝♦♥s✐st ♦❢✿ ❘❡✢❡❝t✐♦♥ ❝♦❡✣❝✐❡♥t ρ(③) = ❜(③)/❛(③) ❉✐s❝r❡t❡ ❡✐❣❡♥✈❛❧✉❡s ❬③❡r♦s ♦❢ ❛(③)❪ ζ♥ = ❦♥ + ✐ν♥✱ ✇✐t❤ |❦♥| < q✵ ❛♥❞ ν♥ =

• q✷

✵ − ❦✷ ♥✳ ■t ✐s ❦♥♦✇♥ t❤❛t t❤❡② ❛r❡ s✐♠♣❧❡ ❛♥❞ ❜❡❧♦♥❣ t♦

t❤❡ s♣❡❝tr❛❧ ❣❛♣ ❦ ∈ (−q✵, q✵)✳ ■❢ q − q± ∈ ▲✶,✹(R±)✱ ✇❡ ♣r♦✈❡❞ t❤❛t t❤❡ ❞✐s❝r❡t❡ ❡✐❣❡♥✈❛❧✉❡s ❛r❡ ✜♥✐t❡ ✐♥ ♥✉♠❜❡r✳ ◆♦r♠✐♥❣ ❝♦♥st❛♥ts ❈♥ ❛ss♦❝✐❛t❡❞ ✇✐t❤ t❤❡ ❞✐s❝r❡t❡ ❡✐❣❡♥✈❛❧✉❡s ζ♥✳

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ■♥✈❡rs❡ ♣r♦❜❧❡♠ ❘✐❡♠❛♥♥✲❍✐❧❜❡rt ♣r♦❜❧❡♠

■♥✈❡rs❡ ♣r♦❜❧❡♠✿ ❘✐❡♠❛♥♥✲❍✐❧❜❡rt ♣r♦❜❧❡♠

❲❡ ❢♦r♠✉❧❛t❡ t❤❡ ✐♥✈❡rs❡ ♣r♦❜❧❡♠ ❛s ❛ ♠❛tr✐① ❘✐❡♠❛♥♥✲❍✐❧❜❡rt ♣r♦❜❧❡♠ ♦♥ t❤❡ r❡❛❧ ③✲❛①✐s✱ ✇✐t❤ ♣♦❧❡s ❛t t❤❡ ③❡r♦s ♦❢ ❛(③) ✐♥ t❤❡ ✉♣♣❡r ❤❛❧❢✲♣❧❛♥❡ ♦❢ ③ ❛♥❞ ♦❢ ❛(③) ✐♥ t❤❡ ❧♦✇❡r ❤❛❧❢✲♣❧❛♥❡✿ φ(①, ③) ❛(③) ❡✐λ① − ψ(①, ③)❡✐λ① = ρ(③)❡✷✐λ①ψ(①, ③)❡−✐λ① , φ(①, ③) ❛(③) ❡−✐λ① − ψ(①, ③)❡−✐λ① = ρ(③)❡−✷✐λ①ψ(①, ③)❡✐λ①, ✇❤❡r❡ ρ(③) ❛♥❞ ρ(③) ❛r❡ t❤❡ r❡✢❡❝t✐♦♥ ❝♦❡✣❝✐❡♥ts✳ ❲❡ s♦❧✈❡ t❤❡ ❘✐❡♠❛♥♥✲❍✐❧❜❡rt ♣r♦❜❧❡♠ ❜② r❡❞✉❝✐♥❣ ✐t t♦ ❛ ❧✐♥❡❛r s②st❡♠ ♦❢ ❛❧❣❡❜r❛✐❝✲✐♥t❡❣r❛❧ ❡q✉❛t✐♦♥s✳ ❲❡ st✉❞② t❤❡ ❛s②♠♣t♦t✐❝ ❜❡❤❛✈✐♦r ♦❢ ρ(③) ❛♥❞ ρ(③) ✭③ ∈ R✮ ❛s ③ → ∞ ❛♥❞ ❛s ③ → ✵✳ ■t ❡♥s✉r❡s t❤❛t t❤❡ ❛❧❣❡❜r❛✐❝✲✐♥t❡❣r❛❧ s②st❡♠ ♦❢ ❡q✉❛t✐♦♥s ♣r♦✈✐❞✐♥❣ t❤❡ s♦❧✉t✐♦♥ ♦❢ t❤❡ ✐♥✈❡rs❡ ♣r♦❜❧❡♠ ✐s ✇❡❧❧ ❞❡✜♥❡❞✳

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ■♥✈❡rs❡ ♣r♦❜❧❡♠ ▼❛r❝❤❡♥❦♦ ❡q✉❛t✐♦♥s ❛♥❞ tr✐♣❧❡t ♠❡t❤♦❞

■♥✈❡rs❡ ♣r♦❜❧❡♠✿ ▼❛r❝❤❡♥❦♦ ✐♥t❡❣r❛❧ ❡q✉❛t✐♦♥s

❲❡ ❝❛♥ ❛❧s♦ ❢♦r♠✉❧❛t❡ t❤❡ ✐♥✈❡rs❡ ♣r♦❜❧❡♠ ✐♥ t❡r♠s ♦❢ t❤❡ ❢♦❧❧♦✇✐♥❣ ▼❛r❝❤❡♥❦♦ ✐♥t❡❣r❛❧ ❡q✉❛t✐♦♥s✿ ❑(①, ②) + G(① + ②) + ∞

①

❞s ❑(①, s)G(s + ②) = ✵ ✇❤❡r❡ ❑(①, ②) = ❑✶✶(①, ②) ❑✶✷(①, ②) ❑✷✶(①, ②) ❑✷✷(①, ②)

• , G(s + ②)

= ❋✶(s + ②) ❋ ∗

✷ (s + ②)

❋✷(s + ②) ❋ ∗

✶ (s + ②)

• ,

❋✶(①) = ❋✶,❝(①) + ✐❋ ′

✷,❝(①) − ζ∗ ♥

✷ ❋✶,❞(①) , ❋✷(①) = −✐q∗

+

• ❋✷,❝(①) + ✶

✷❋✶,❞(①)

• ,

❋✶,❝(①) = ✶ ✷π ∞

−∞

❞ζ ❡✐ζ① ρ(

• ζ✷ + q✷

✵, ζ) + ρ(−

• ζ✷ + q✷

✵, ζ)

✷ , ❋✷,❝(①) = ✶ ✷π ∞

−∞

❞ζ ❡✐ζ① ρ(

• ζ✷ + q✷

✵, ζ) − ρ(−

• ζ✷ + q✷

✵, ζ)

✷

• ζ✷ + q✷

✵

, ❋✶,❞(①) = −✐

◆

• ♥=✶

❈♥ ❡−ν♥① .

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ■♥✈❡rs❡ ♣r♦❜❧❡♠ ▼❛r❝❤❡♥❦♦ ❡q✉❛t✐♦♥s ❛♥❞ tr✐♣❧❡t ♠❡t❤♦❞

❚r✐♣❧❡t ♠❡t❤♦❞

❲❡ ❤❛✈❡ ❞❡✈❡❧♦♣❡❞ t❤❡ tr✐♣❧❡t ♠❡t❤♦❞ ❛s ❛ t♦♦❧ t♦ ♦❜t❛✐♥ ❡①♣❧✐❝✐t ♠✉❧t✐s♦❧✐t♦♥ s♦❧✉t✐♦♥s ❜② s♦❧✈✐♥❣ t❤❡ ▼❛r❝❤❡♥❦♦ ✐♥t❡❣r❛❧ ❡q✉❛t✐♦♥s ✈✐❛ s❡♣❛r❛t✐♦♥ ♦❢ ✈❛r✐❛❜❧❡s✳ ■♥ t❤❡ r❡✢❡❝t✐♦♥❧❡ss ❝❛s❡ ✭ρ(③) ≡ ✵ ❢♦r ❛❧❧ ③ ∈ R✮✱ ✇❡ r❡♣r❡s❡♥t ▼❛r❝❤❡♥❦♦ ❦❡r♥❡❧ G ❛s✿ G(③) = ❈❡−③❆❇ , ✇❤❡r❡ (❆, ❇, ❈) ✐s ❛ ♠✐♥✐♠❛❧ tr✐♣❧❡t ❚❤❡ tr✐♣❧❡t ②✐❡❧❞✐♥❣ ❛ ♠✐♥✐♠❛❧ r❡❛❧✐③❛t✐♦♥ ✐s ✉♥✐q✉❡ ✉♣ t♦ ❛ s✐♠✐❧❛r✐t② tr❛♥s❢♦r♠❛t✐♦♥ (❆, ❇, ❈) → (❙❆❙−✶, ❙❇, ❈❙−✶) ❢♦r s♦♠❡ ✉♥✐q✉❡ ✐♥✈❡rt✐❜❧❡ ♠❛tr✐① ❙ ❆ ✐s ❛ ♣ × ♣ ♠❛tr✐① ❤❛✈✐♥❣ ♦♥❧② ❡✐❣❡♥✈❛❧✉❡s ✇✐t❤ ♣♦s✐t✐✈❡ r❡❛❧ ♣❛rts ❇ ✐s ❛ ♣ × ✷ ♠❛tr✐①✱ ❈ ✐s ❛ ✷ × ♣ ♠❛tr✐①

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ■♥✈❡rs❡ ♣r♦❜❧❡♠ ▼❛r❝❤❡♥❦♦ ❡q✉❛t✐♦♥s ❛♥❞ tr✐♣❧❡t ♠❡t❤♦❞

❚❛❦✐♥❣ ✐♥t♦ ❛❝❝♦✉♥t t❤❡ t✐♠❡ ❡✈♦❧✉t✐♦♥ ♦❢ t❤❡ s❝❛tt❡r✐♥❣ ❞❛t❛ ❛♥❞ ❈ = ❈ (✶) ❈ (✷)

• ✇✐t❤ ❈ (✶) ❛♥❞ ❈ (✷) r♦✇s ♦❢ ❧❡♥❣t❤ ♣

❇ =

• ❇(✶)

❇(✷) ✇✐t❤ ❇(✶) ❛♥❞ ❇(✷) ❝♦❧✉♠♥s ♦❢ ❧❡♥❣t❤ ♣ P t❤❡ ✉♥✐q✉❡ s♦❧✉t✐♦♥ ♦❢ t❤❡ ❙②❧✈❡st❡r ❡q✉❛t✐♦♥ ❆P + P❆ = ❇❈✱ ✇❡ r❡❝♦✈❡r t❤❡ s♦❧✉t✐♦♥ ♦❢ ❞❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆▲❙ ❛s q(①, t) = q+(t) + ✷❈ (✶)(t)[P(t) + ❡✷①❆]−✶❇(✷)(t). ■♥ ♦r❞❡r t♦ ❤❛✈❡ s♦❧✉t✐♦♥s ♦❢ ❞❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆▲❙ ✇✐t❤ ◆❩❇❈s✱ ✇❡ ❤❛✈❡ t♦ ❛ss✉♠❡ t❤❡ ♠✐♥✐♠❛❧✐t② ♦❢ t❤❡ tr✐♣❧❡t (❆, ❇, ❈) t❤❡ ♣♦s✐t✐✈✐t② ♦❢ t❤❡ r❡❛❧ ♣❛rts ♦❢ t❤❡ ❡✐❣❡♥✈❛❧✉❡s ♦❢ t❤❡ ♠❛tr✐① ❆ t❤❡ ✐♥✈❡rt✐❜✐❧✐t② ♦❢ t❤❡ ♠❛tr✐❝❡s P + ❡✷①❆ ❛♥❞ P ❚❤❡♦r❡♠ ✸ ■❢ P ✐s ❛♥ ✐♥✈❡rt✐❜❧❡ ♠❛tr✐①✱ t❤❡♥ (❆, ❇, ❈) ✐s ❛ ♠✐♥✐♠❛❧ tr✐♣❧❡t✳ ❯♥❧✐❦❡ ✇❤❛t ❤❛♣♣❡♥s ✇✐t❤ ♦t❤❡r ◆▲❊❊s ❢♦r ✇❤✐❝❤ t❤❡ tr✐♣❧❡t ♠❡t❤♦❞ ❤❛s ❜❡❡♥ ❛♣♣❧✐❡❞✱ ❤❡r❡ t❤❡ ❝♦♥✈❡rs❡ t♦ ❚❤❡♦r❡♠ ✸ ✐s ♥♦t ❣❡♥❡r❛❧❧② tr✉❡✳

❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ◆♦♥✲③❡r♦ ❇❈s ❙✉♠♠❛r② ❛♥❞ ♦✈❡r✈✐❡✇

❙✉♠♠❛r② ❛♥❞ ♦✈❡r✈✐❡✇

❆ r✐❣♦r♦✉s t❤❡♦r② ♦❢ t❤❡ ■❙❚ ❢♦r t❤❡ ❞❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆▲❙ ❡q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ✭s②♠♠❡tr✐❝✮ ◆❩❇❈s q± ≡ q✵❡✐θ± ❛s ① → ±∞ ❤❛s ❜❡❡♥ ♣r❡s❡♥t❡❞✳ ❚❤❡ ❞✐r❡❝t ♣r♦❜❧❡♠ ✐s s❤♦✇♥ t♦ ❜❡ ✇❡❧❧✲♣♦s❡❞ ❢♦r ♣♦t❡♥t✐❛❧s q s✉❝❤ t❤❛t q − q± ∈ ▲✶,✷(R±)✱ ❢♦r ✇❤✐❝❤ ❛♥❛❧②t✐❝✐t② ♣r♦♣❡rt✐❡s ♦❢ ❡✐❣❡♥❢✉♥❝t✐♦♥s ❛♥❞ s❝❛tt❡r✐♥❣ ❞❛t❛ ❛r❡ ❡st❛❜❧✐s❤❡❞✳ ❚❤❡ ✐♥✈❡rs❡ ♣r♦❜❧❡♠ ✐s ❢♦r♠✉❧❛t❡❞ ❛♥❞ s♦❧✈❡❞ ❜♦t❤ ❛s ❛ ❘✐❡♠❛♥♥✲❍✐❧❜❡rt ♣r♦❜❧❡♠ ❛♥❞ ✈✐❛ ▼❛r❝❤❡♥❦♦ ✐♥t❡❣r❛❧ ❡q✉❛t✐♦♥s ✐♥ t❡r♠s ♦❢ ❛ s✉✐t❛❜❧❡ ✉♥✐❢♦r♠ ✈❛r✐❛❜❧❡✳ ❚❤❡ tr✐♣❧❡t ♠❡t❤♦❞ ✐s ❞❡✈❡❧♦♣❡❞ ❛s ❛ t♦♦❧ t♦ ♦❜t❛✐♥ ❡①♣❧✐❝✐t ♠✉❧t✐s♦❧✐t♦♥ s♦❧✉t✐♦♥s ❜② s♦❧✈✐♥❣ t❤❡ ▼❛r❝❤❡♥❦♦ ✐♥t❡❣r❛❧ ❡q✉❛t✐♦♥s✳ ❲❡ ♣❧❛♥ t♦ ❡①t❡♥❞ t❤❡ ✐♥✈❡st✐❣❛t✐♦♥ t♦ ❞❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆▲❙ ✇✐t❤ ❢✉❧❧② ❛s②♠♠❡tr✐❝ ◆❩❇❈s ✭❞✐✛❡r❡♥t ❛♠♣❧✐t✉❞❡s ❛s ① → ±∞✮ ✐♥ ♦r❞❡r t♦ st✉❞② t❤❡ ❧♦♥❣✲t✐♠❡ ❛s②♠♣t♦t✐❝ ❜❡❤❛✈✐♦r ❢♦r t❤❡ s♦❧✉t✐♦♥s ♦❢ ❞❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆▲❙✳

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❘❡❢❡r❡♥❝❡s

❱✳❊✳ ❩❛❦❤❛r♦✈✱ ❛♥❞ ❆✳❇✳ ❙❤❛❜❛t✱ ■♥t❡r❛❝t✐♦♥ ❜❡t✇❡❡♥ s♦❧✐t♦♥s ✐♥ ❛ st❛❜❧❡ ♠❡❞✐✉♠✱ ❙♦✈✳ P❤②s✳ ❏❊❚P ✸✼✱ ✽✷✸✕✽✷✽ ✭✶✾✼✸✮ ❚✳ ❑❛✇❛t❛✱ ❛♥❞ ❍✳ ■♥♦✉❡✱ ■♥✈❡rs❡ s❝❛tt❡r✐♥❣ ♠❡t❤♦❞ ❢♦r t❤❡ ♥♦♥❧✐♥❡❛r ❡✈♦❧✉t✐♦♥ ❡q✉❛t✐♦♥s ✉♥❞❡r ♥♦♥✈❛♥✐s❤✐♥❣ ❝♦♥❞✐t✐♦♥s✱ ❏✳ P❤②s✳ ❙♦❝✳ ❏❛♣❛♥ ✹✹✱ ✶✼✷✷✕✶✼✷✾ ✭✶✾✼✽✮✳ ▼✳ ❇♦✐t✐✱ ❛♥❞ ❋✳ P❡♠♣✐♥❡❧❧✐✱ ❚❤❡ s♣❡❝tr❛❧ tr❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ◆▲❙ ❡q✉❛t✐♦♥ ✇✐t❤ ❧❡❢t✲r✐❣❤t ❛s②♠♠❡tr✐❝ ❜♦✉♥❞❛r② ❝♦♥❞✐t✐♦♥s✱ ◆✉♦✈♦ ❈✐♠❡♥t♦ ❆ ✻✾✱ ✷✶✸✲✷✷✼ ✭✶✾✽✷✮✳ ▲✳❉✳ ❋❛❞❞❡❡✈✱ ❛♥❞ ▲✳❆✳ ❚❛❦❤t❛❥❛♥✱ ❍❛♠✐❧t♦♥✐❛♥ ▼❡t❤♦❞s ✐♥ t❤❡ ❚❤❡♦r② ♦❢ ❙♦❧✐t♦♥s✱ ❙♣r✐♥❣❡r✱ ❇❡r❧✐♥ ❛♥❞ ◆❡✇ ❨♦r❦✱ ✶✾✽✼✳

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❘❡❢❡r❡♥❝❡s

▼✳❏✳ ❆❜❧♦✇✐t③✱ ❇✳ Pr✐♥❛r✐✱ ❛♥❞ ❆✳❉✳ ❚r✉❜❛t❝❤✱ ❉✐s❝r❡t❡ ❛♥❞ ❈♦♥t✐♥✉♦✉s ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❙②st❡♠s✱ ▲♦♥❞♦♥ ▼❛t❤✳ ❙♦❝✳ ▲❡❝t✉r❡ ◆♦t❡s ❙❡r✐❡s ✸✵✷✱ ❈❛♠❜r✐❞❣❡ ❯♥✐✈✳ Pr❡ss✱ ❈❛♠❜r✐❞❣❡✱ ✷✵✵✹✳ ❚✳ ❆❦t♦s✉♥✱ ❋✳ ❉❡♠♦♥t✐s ❛♥❞ ❈✳ ✈❛♥ ❞❡r ▼❡❡✱ ❊①❛❝t s♦❧✉t✐♦♥s t♦ t❤❡ ❢♦❝✉s✐♥❣ ♥♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❡q✉❛t✐♦♥✱ ■♥✈❡rs❡ ♣r♦❜❧❡♠ ✺✶✱ ✶✷✸✺✷✶ ✭✷✼ ♣♣✮ ✭✷✵✶✵✮✳ ❋✳ ❉❡♠♦♥t✐s✱ ❇✳ Pr✐♥❛r✐✱ ❈✳ ✈❛♥ ❞❡r ▼❡❡✱ ❛♥❞ ❱✐t❛❧❡ ❋✳✱ ❚❤❡ ■♥✈❡rs❡ ❙❝❛tt❡r✐♥❣ ❚r❛♥s❢♦r♠ ❢♦r t❤❡ ❉❡❢♦❝✉s✐♥❣ ◆♦♥❧✐♥❡❛r ❙❝❤rö❞✐♥❣❡r ❊q✉❛t✐♦♥s ✇✐t❤ ◆♦♥③❡r♦ ❇♦✉♥❞❛r② ❈♦♥❞✐t✐♦♥s✳ ❙t✉❞✐❡s ✐♥ ❆♣♣❧✐❡❞ ▼❛t❤❡♠❛t✐❝s✱ ✶✸✶✿ ✶✲✹✵✳ ✭✷✵✶✸✮

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❚❤❛♥❦ ②♦✉ ✈❡r② ♠✉❝❤ ❢♦r ②♦✉r ❛tt❡♥t✐♦♥✦

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❍❛♣♣② ❜✐rt❤❞❛② Pr♦❢✳ ✈❛♥ ❞❡r ▼❡❡✦✦✦