Energy and momentum conservation in the Euler-Poincaré formulation of local Vlasov-Maxwell-type systems
Low [Proc. R. Soc. Lond.经典的Vlasov-Maxwell系统包含欧拉变量和拉格朗日变量的混合。这使得重新参数化对称性的诺特分析不方便,特别是因为众所周知的系统能量和动量守恒定律仅用欧拉变量表示。虽然Vlasov-Maxwell型系统的Euler-Poincaré公式,有效地从Low的作用开始并使用粒子运动的欧拉描述的约束变化,已经知道了一段时间[J. Math. Phys.,39,6,pp. 3138-3157],很难得到一个有文献记载的推导相关的能量和动量守恒定律的精神欧拉庞加莱机制。据我们所知,迄今为止,文献中只存在一个这样的推导,涉及所谓的引导中心弗拉索夫-达尔文系统[Phys. Plasmas 25,102506]。本论述讨论了一个通用类的本地Vlasov-Maxwell型系统,有意识地选择采用微分几何的语言,充分利用欧拉庞加莱框架。在回顾了从拉格朗日图像到欧拉图像的过渡之后,我们展示了空间中的等距所产生的对称性如何导致线性和角动量密度的守恒定律,以及时间平移的对称性如何产生能量密度的守恒定律。我们还讨论了如果不存在对称性会发生什么。最后,将给出两个明确的例子-经典的Vlasov-Maxwell和漂移动力学Vlasov-Maxwell -以及为熟悉起见用正则向量微积分语言表示的结果。
2020-04-29 math-ph math.DG math.MP
Global attraction to solitons for 2D Maxwell--Lorentz equations with spinning particle
该研究针对带自旋粒子的二维Maxwell--Lorentz系统,利用角动量守恒证明了其所有有限能量解均存在向稳态孤子型解收敛的全局吸引特性。
2024-12-11 math-ph math.MP
On Lagrangian Theory for Rotating Charge Coupled to the Maxwell Field
证明了具有Abraham旋转扩展电子的Maxwell-Lorentz方程的Hamilton最小作用量原理,其主要创新之处在于将变分Poincare方程应用于李群SO(3)上.变分方程允许从一般Noether不变量理论导出相应的守恒律。
2012-06-16 math-ph math.MP
Optimal space of linear classical observables for Maxwell $k$-forms via spacelike and timelike compact de Rham cohomologies
受规范场理论中未解决的问题的启发,我们考虑了类时紧和类空紧支撑系统的非标准de Rham上同调群。这些上同调群分别同构于类空柯西曲面及其紧支撑对应曲面的通常de Rham上同调。此外,一个类似的通常Poincaré对偶de Rham上同调的情况下,与非标准的支持,以及。我们应用这些结果找到最佳空间的线性可观的任意程度的矢量势和法拉第张量的类似物$k$。术语最优必须在以下意义上表示:我们考虑的线性可观测空间区分不同的配置;除此之外,没有冗余的可观测。这最后一点特别严重依赖于新上同调群的庞加莱对偶的模拟。
2014-01-29 gr-qc hep-th math-ph
Conservation of asymptotic charges from past to future null infinity: Maxwell fields
在任何渐近平坦的时空,我们表明,麦克斯韦场的渐近对称性和过去的零无穷大的收费可以与最近提出的Strominger未来的零无穷大。我们通过构造接近空间无穷大的零方向和空间方向的3-流形来扩展Ashtekar和Hansen的协变形式。这使我们能够系统地施加适当的正则性条件的麦克斯韦场附近的空间无穷大沿零方向。这个三维流形上的麦克斯韦方程组和正则性条件意味着过去零无穷远上的相关场量与未来零无穷远上的场量是对极匹配的。施加的条件,在散射过程中的总通量的电荷通过空间无穷消失,我们隔离的子代数的空间无穷附近的完全无通量对称性。这个子代数提供了一个自然的同构之间的渐近对称代数的过去和未来的零无穷大,使相应的费用是相等的空间无穷大。这证明了在麦克斯韦场的经典散射过程中,从过去到未来的零无穷远,电荷通量是守恒的。我们还评论我们的方法可能的扩展到散射广义相对论。
2018-10-18 gr-qc hep-th math-ph
Duality of generalized Maxwell theories as an equivalence in derived geometry
本文通过导出微分几何提出非微扰描述,研究广义Maxwell理论模空间的对偶性及电荷量化,展示不同类型的广义Maxwell理论之间的阿贝尔对偶性。
2026-03-19 hep-th math-ph math.AT
Homology, equilibrium, and conservation laws I: Discrete systems of points
本文综述了抽象单纯同调和上同调的方法,并将其应用于电网络拓扑。电路的基尔霍夫定律在其起源上是明显同调的。由于它们是基于守恒定律,抽象单纯复形的几何实现,然后审查和适用于机械网络的情况下。静力学的平衡条件,封闭系统的守恒定律,开放系统的平衡原理,然后承认同调制剂。
2019-01-10 math-ph math.MP
Hamiltonian structure of the gauge-free gyrokinetic Vlasov-Maxwell equations
利用哈密顿泛函和旋动力Vlasov-Maxwell括号给出了无规范旋动力Vlasov-麦克斯韦方程组的哈密顿结构。括号用来说明陀螺运动的角动量守恒定律也可以用哈密顿形式表示。陀螺运动的Vlasov-Maxwell括号的Jacobi性质也明确证明。
2021-11-22 math-ph math.MP physics.plasm-ph
The Zilch Electromagnetic Conservation Law Revisited
它表明,零守恒定律出现对应于一个变分对称的对偶对称麦克斯韦拉格朗日的Noether电流。相应的对称生成元对对偶对称拉格朗日量的作用虽然不为零,但却是诺特理论所要求的完全发散。零守恒定律的变分性质以前只知道零张量的某些分量,特别是光学手征。相比之下,我们的分析是完全协变的,因此对zilch张量的所有分量都有效。这里的分析是真实的和复杂的版本的对偶对称麦克斯韦拉格朗日。
2021-01-20 hep-th math-ph math.MP
Equations of Motion and Energy-Momentum 1-Forms for the Coupled Gravitational, Maxwell and Dirac Fields
一个理论的引力场,麦克斯韦和狄拉克领域(数学上表示为一个方便的克利福德束的特定部分)假设在法拉第的意义上生活在闵可夫斯基时空的领域。在我们的理论中,存在一个真正的引力场的能量-动量张量和一个真正的引力场、麦克斯韦场和狄拉克场相互作用系统的能量-动量守恒定律。此外,麦克斯韦场和狄拉克场的能量动量张量是对称的,并证明了引力势的运动方程与广义相对论的爱因斯坦方程是等价的(其中第二个成员是麦克斯韦场、狄拉克场和相互作用麦克斯韦-狄拉克场的能量-动量张量之和),它的使用最终只不过是一个数学上的方便问题。
2016-01-21 math-ph math.MP
Evolutionary equations and constraints: Maxwell equations
通过在时空中固定一个参考系,就有可能将与退化拉格朗日量相关的欧拉-拉格朗日方程分解为纯粹的演化方程和对与给定参考系相关的空间和时间概念的允许柯西数据的约束。在经典电动力学的背景下,我们引入了一个“协变过程”,该过程允许反转视角并恢复麦克斯韦方程组的完全协变公式,该公式仅从约束方程开始(即,高斯定律和磁通量守恒定律的局部形式)在闵可夫斯基时空上足够数量的(惯性)参考系中的感觉。
2019-10-21 math-ph math.MP
Conservation-dissipation formalism of irreversible thermodynamics
我们提出了一个保守耗散形式主义(CDF)的粗粒度描述的不可逆过程。这种形式主义是基于非平衡态热力学的稳定性准则。该判据保证了非平衡态在较长时间内趋于平衡。作为一种系统的方法,CDF为选择非平衡态变量和确定其演化方程提供了一种可行的方法。在CDF中导出的方程具有统一的优美形式。他们是全球双曲,允许一个方便的定义弱解,并服从现有的数值。更重要的是,CDF是一个真正的非线性形式主义,适用于远离平衡的系统。用这种形式主义,我们制定了新的热力学理论的热传导在刚体和非等温可压缩麦克斯韦流体流动作为两个典型的例子。在这些例子中,非平衡变量恰好是热通量或应力张量的共轭变量。新的理论推广了卡塔内奥定律或麦克斯韦定律的正规化和非线性的方式。
2014-07-21 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Operator Gauge Symmetry in QED
本文将Kobe首先提出的算符规范变换应用于QED中的Maxwell方程和连续性方程。电磁场量子化后满足规范不变性。麦克斯韦方程组中的固有非线性是由于算子规范变换的非线性而得到的直接结果。通过定义第一类和第二类广义导数,得到了算符规范不变的麦克斯韦方程组和相应的电荷守恒。得到了实电荷和虚电荷的守恒律。场强张量中的附加项被解释为真空的电和磁极化。
2006-01-31 math-ph math.MP quant-ph
Maxwell's equations are universal for locally conserved quantities
经典电磁学的一个基本结果是麦克斯韦方程组意味着电荷是局部守恒的。在这里,我们表明相反:当地的电荷守恒意味着当地存在的领域满足麦克斯韦方程组。这适用于任何满足连续性方程的守恒量。它是通过这里提出的庞加莱引理的一个强形式得到的,该引理指出:无发散的多向量场在平坦流形上局部具有无卷曲的反导数。上面的逆命题是这个引理在时空中无发散向量场情形中的应用。我们还提供了条件下,结果推广到弯曲的流形。
2019-06-04 math-ph math.MP physics.class-ph
Local cohomology in field theory (with applications to the Einstein equations)
本文是对场论中$p$形式守恒律理论的介绍性综述.它是基于一系列讲座在第二墨西哥学校引力和数学物理在特拉斯卡拉,墨西哥举行的1996年12月1日至7日。会议记录可在http://kaluza.physik.uni-konstanz.de/2MS/ProcMain.html网站上查阅。
1997-06-12 gr-qc hep-th math-ph
Symmetries and Conservation Laws in Lie-Poisson Electrodynamics
Università di Napoli Federico II(那不勒斯费德里科二世大学);INFN-Sezione di Napoli(意大利国家核物理研究所那不勒斯分部)
研究李-泊松电动力学,通过非平凡场重定义将其动力学映射到麦克斯韦理论,据此由麦克斯韦作用量对称性构造李-泊松电动力学对称性生成元和守恒流,还给出自然量子化方法。
2026-11-04 gr-qc hep-th math-ph
On stability of solitons for 3D Maxwell-Lorentz equations with spinning particle
针对含扩展带电自旋粒子的三维麦克斯韦-洛伦兹系统,研究了对应粒子匀速运动或旋转的孤子稳定性,证明了ω=0时运动孤子的轨道稳定性及v=0时旋转孤子的线性轨道稳定性。
2024-12-01 math-ph math.MP
Lorenz transformations for one biquaternion model of electro-gravymagnetic field. Conservation laws
本文提出用双四元数方法建立不同电荷和电流相互作用的电磁场方程。三个牛顿定律的场模拟提供了自由和相互作用的电荷流,以及总的相互作用场。本文研究了一种EGM场模型方程在洛伦兹变换下的不变性,特别是电荷电流守恒定律。它表明,在相互作用的领域,这一法律不同于众所周知的。为了封闭电荷-电流变换方程,在电描记图场张力的双四元数中加入电阻的标量场,对麦克斯韦方程组进行了新的修正。建立了质量密度、电荷密度、电流密度、力密度及其功率密度的相对论变换公式。
2009-04-22 math-ph math.MP
Exact conservation laws for gauge-free electromagnetic gyrokinetic equations
对无规范电磁回旋运动的Vlasov-麦克斯韦方程组的哈密顿和辛表示,用Noether方法导出了精确的能量和角动量守恒定律.这些gyrokinetic方程,这是唯一表示的电磁场,描述的低频湍流波动扰动的时间无关的超环面轴对称磁化等离子体。这里提出的明确的证明提供了一个完整的图片之间的能量和角动量的转移的陀螺中心和扰动的电磁场,其中陀螺中心的极化和磁化效应所发挥的关键作用被突出。除了得到一个精确的角动量守恒定律外,陀螺运动的Noether方程还得到一个精确的动量输运方程,这在更一般的平衡磁几何中可能是有用的。
2021-05-13 math-ph math.MP physics.plasm-ph
On stability of solitons and their attraction for a rotating charge with fixed mass center in the Maxwell field
本文研究麦克斯韦场中质心固定旋转电荷的孤子解,利用能量守恒定律证明其李雅普诺夫稳定性和轨道稳定性,并通过角动量论证排除有限角动量孤子的吸引现象。
2025-07-22 math-ph math.AP math.MP
Lagrangian symmetries and supersymmetries depending on derivatives. Global analysis
广义对称性和超对称性取决于衍生物的动态变量被视为在一个最一般的设置。通过研究变分双复形的上同调,给出了纤维丛和分次流形上的Lagrange系统在任意阶广义对称和超对称下的第一变分公式和守恒律.得到了幂零广义超对称的上同调。
2003-05-21 math-ph math.AG math.MP
From quadratic Hamiltonians of polymomenta to abstract geometrical Maxwell-like and Einstein-like equations
本文的目的是在对偶1-喷流空间J^{1*}(T,M)上为电磁场和引力场的多时间哈密顿方法建立一个大的几何背景。我们的几何-物理构造仅从给定的多项式H的二次Hamilton函数开始实现,该函数自然地产生正则非线性联络N、正则Cartan N-线性联络CΓ(N)以及它们相应的局部区别(d-)挠率和曲率。在这种背景下,我们构造了一些几何类电磁场和类引力场场论,它们由一些自然的几何类麦克斯韦方程和类爱因斯坦方程表征。给出了多时间哈密顿引力物理场的一些抽象的几何守恒律。
2012-02-20 math-ph math.DG math.MP
Recent Advances in Conservation-Dissipation Formalism for Irreversible Processes
这篇综述的主要目的是总结守恒-耗散形式主义(CDF)的最新进展,这是一种新的方法,用于构建不可逆过程的物理相容和数学稳定的适定模型。内容包括但不限于CDF的物理动机,数学基础,数学物理中几个经典模型的公式,从主方程和Fokker-Planck方程到Boltzmann方程和准线性麦克斯韦方程组,以及在非傅立叶热传导,非牛顿粘弹性流体,波传播/传输物理学和神经科学领域的新应用,软物质物理学,\textit{etc.}与其他流行的非平衡态热力学领域的理论连接也被检查。
2021-09-15 math-ph math.AP math.MP
Hamilton form of Maxwell equations and its generalized solutions
将复数形式的麦克斯韦方程组构造为一个三维复A矢量方程。该矢量的实部和虚部相应地使用电张力和磁张力来描述。利用新方程的广义函数理论,研究了锋面上具有张力间隙的强冲击电磁波。得到了波阵面的条件。结果表明,张力间隙与波阵面相切,即冲击电磁波是横向的,波阵面上不存在电荷。得到了广义的能量守恒和电荷守恒定律,包括激波前沿的守恒定律。构造了该方程的广义解和Caushy问题的解,并证明了它们的唯一性定理,包括激波。
2007-05-22 math-ph math.AP math.MP