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Local Zeta Regularization And The Scalar Casimir Effect A General Approach Based On Integral Kernels

Author: Pizzocchero Livio
Publisher: World Scientific
ISBN: 9813225017
Size: 38.61 MB
Format: PDF
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Zeta regularization is a method to treat the divergent quantities appearing in several areas of mathematical physics and, in particular, in quantum field theory; it is based on the fascinating idea that a finite value can be ascribed to a formally divergent expression via analytic continuation with respect to a complex regulating parameter. This book provides a thorough overview of zeta regularization for the vacuum expectation values of the most relevant observables of a quantized, neutral scalar field in Minkowski spacetime; the field can be confined to a spatial domain, with suitable boundary conditions, and an external potential is possibly present. Zeta regularization is performed in this framework for both local and global observables, like the stress-energy tensor and the total energy; the analysis of their vacuum expectation values accounts for the Casimir physics of the system. The analytic continuation process required in this setting by zeta regularization is deeply linked to some integral kernels; these are determined by the fundamental elliptic operator appearing in the evolution equation for the quantum field. The book provides a systematic illustration of these connections, devised as a toolbox for explicit computations in specific configurations; many examples are presented. A comprehensive account is given of the existing literature on this subject, including the previous work of the authors. The book will be useful to anyone interested in a mathematically sound description of quantum vacuum effects, from graduate students to scientists working in this area. Contents: General Theory: Zeta Regularization for a Scalar FieldThe Zeta Regularized Stress-Energy VEV in Terms of Integral KernelsTotal Energy and Forces on the BoundarySome Variations of the Previous SchemesApplications: A Massless Field on the SegmentA Massless Field Between Parallel HyperplanesA Massive Field Constrained by Perpendicular HyperplanesA Massless Field in a Three-Dimensional WedgeA Scalar Field with a Harmonic Background PotentialA Massless Field Inside a Rectangular BoxAppendices: The "Improved" Stress-Energy TensorOn the Regularity of Some Integral KernelsA Contour Integral Representation for Mellin TransformsSome Identities for the Dirichlet Kernel in a Slab ConfigurationDerivation of Some Results on Boundary ForcesAn Explicit Expression for the Renormalized Dirichlet Kernel of Half-Integer Order Readership: Graduate students and researchers including academics in theoretical physics. Keywords: Quantum Field Theory;Zeta Regularization;Casimir Effect;Stress-Energy TensorReview: Key Features: Zeta regularization is used in a systematic way for both local and global aspects related to the vacuum state of a quantized field, marking a difference with respect to the existing literature, in which local aspects (say, the stress-energy tensor) do not receive the full attention they would deserve (especially, in the presence of boundary conditions)Explicit computations are carried out for several configurations, applying in a uniform way the general algorithmsGive a more intuitive approach to the subject by implementing the regularization using canonical quantization in a Lorentzian framework

Advances In Quantum Mechanics

Author: Alessandro Michelangeli
Publisher: Springer
ISBN: 3319589040
Size: 54.20 MB
Format: PDF, ePub
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This volume collects recent contributions on the contemporary trends in the mathematics of quantum mechanics, and more specifically in mathematical problems arising in quantum many-body dynamics, quantum graph theory, cold atoms, unitary gases, with particular emphasis on the developments of the specific mathematical tools needed, including: linear and non-linear Schrödinger equations, topological invariants, non-commutative geometry, resonances and operator extension theory, among others. Most of contributors are international leading experts or respected young researchers in mathematical physics, PDE, and operator theory. All their material is the fruit of recent studies that have already become a reference in the community. Offering a unified perspective of the mathematics of quantum mechanics, it is a valuable resource for researchers in the field.

Analytic Aspects Of Quantum Fields

Author: Andrei A. Bytsenko
Publisher: World Scientific
ISBN: 9789812775504
Size: 66.17 MB
Format: PDF, ePub, Docs
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One of the aims of this book is to explain in a basic manner the seemingly difficult issues of mathematical structure using some specific examples as a guide. In each of the cases considered, a comprehensible physical problem is approached, to which the corresponding mathematical scheme is applied, its usefulness being duly demonstrated. The authors try to fill the gap that always exists between the physics of quantum field theories and the mathematical methods best suited for its formulation, which are increasingly demanding on the mathematical ability of the physicist. Contents: Survey of Path Integral Quantization and Regularization Techniques; The Zeta-Function Regularization Method; Generalized Spectra and Spectral Functions on Non-Commutative Spaces; Spectral Functions of Laplace Operator on Locally Symmetric Spaces; Spinor Fields; Field Fluctuations and Related Variances; The Multiplicative Anomaly; Applications of the Multiplicative Anomaly; The Casimir Effect. Readership: Mathematical and high energy physicists.

Die Grundlagen Der Quantenmechanik

Author: Günther Ludwig
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 366211920X
Size: 22.65 MB
Format: PDF, ePub
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Mehrere Gründe bewogen mich, den Plan zu einem Buch über Quantenmechanik zu entwerfen, obwohl es in der Literatur schon manche Darstellung dieses Gebietes gibt. Einmal traf man bei den Lernenden immer wieder auf die Auf fassung, daß die Quantentheorie nur ein Provisorium der theoretischen Physik sei, aber zumindest noch einer genaueren Begründung bedürfe, da sowohl der mathematische Formalismus nicht exakt fundiert sei als auch die physikalische Interpretion sehr "nach Gefühl" in jedem Einzelfall durchgeführt würde. Nachdem das Buch von J. v. NEu MANN, Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik, vergriffen war, konnte man kaum ein entsprechendes Werk empfehlen, das im physikalischen Zusammenhang die mathematischen Grundlagen klar legt. In dem vorliegenden Buche ist die eigentiiche Quantenmechamk (also ohne Feldtheorie) in der Weise dargestellt, daß man sie als em mathematisch wohlbegründetes und in sich genauso widerspruchs freies und abgeschlossenes System erkennt, wie die klassische Punkt mechanik. So wie die Kräfte, d. h. so wie die HAMILTON-Funktwn, in der klassischen Mechanik gegeben sein müssen, so m der Quanten mechanik der HAMILTON-Üperator. Die Herleitung eines Ansatzes für den HAMILTON-Operator eines Problems aus anderen Gebieten der Physik wird deshalb hier nicht näher begründet. Neben dem Wunsch, die Quantenmechamk als ein in sich geschlos senes Gebiet darzustellen, bestand ein zweiter Grund für die Abfassung des Buches in der inneren Harmonie zwischen mathematischer und physikalischer Struktur. Je größer die abstrakte Schönheit einer Theo rie, desto größer auch ihr Wahrheitsgehalt. Die innere Harmonie m der Struktur der Materie zu erkennen, d. h.

Spezielle Relativit Tstheorie F R Studienanf Nger

Author: Jürgen Freund
Publisher: vdf Hochschulverlag AG
ISBN: 3825228843
Size: 36.55 MB
Format: PDF, Docs
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Die Spezielle Relativitätstheorie ist nichts Schwieriges und Geheimnisvolles! Studienanfänger der Natur- und Technikwissenschaften können sie mit ihren Kenntnissen der Mathematik und der Physik in vollem Umfang und bis ins Detail verstehen, wenn sie sich die Mühe machen, sich durch dieses Lehrbuch durchzuarbeiten. Zahlreiche, z.T. auch kompliziertere Problemstellungen, bis hin zum Energie-Impuls-Vierervektor und zum elektromagnetischen Feld, werden ausführlich behandelt und zeigen dem Anfänger, wie relativistische Rechnungen anzupacken sind. Auch die bekannten Paradoxa und Paradoxien werden umfassend erklärt. Für den Wissenschaftler, der mit diesem Gebiet schon vertraut ist, ist dieses Lehrbuch wegen seiner umfangreichen Formelauflistungen nicht minder wertvoll. Kurz nach dem einhundertsten Jahrestag der Speziellen Relativitätstheorie liegt hiermit ein Kompendium vor, das dieses Teilgebiet der Physik entzaubert und in die elementare Grundlagenphysik einreiht.

Ludwig Boltzmann Popul Re Schriften

Author: Ludwig Boltzmann
Publisher: SEVERUS Verlag
ISBN: 3863471601
Size: 46.87 MB
Format: PDF, Kindle
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Ludwig Boltzmann war ein osterreichischer Physiker und gilt als Begrunder der Entropieformel der mikrokanonischen Gesamtheit: S = kB ln ? Seine Popularen Schriften sind eine Zusammenstellung der eigenen Werke und Vortrage zur Physik, Mathematik und Philosophie sowie einiger Worte zu Kollegen seines Fachs. Boltzmanns Leitspruch: Bring vor, was wahr ist; schreib so, dass es klar ist und verficht's, bis es mit dir gar ist!" findet sich auch in seinen Schriften wieder. Seine klare Ausdrucksweise und anschauliche Erklarung physikalischer Phanomene machen dieses Werk trotz seines komplexen Inhalts zu einer ausserst lesenswerten Lekture