О коэффициентах Клебша-Гордана в комплексной j-плоскости. I. Физические значения углового момента
Получены достаточно простые точные выражения для коэффициентов Клебша-Гордана с магнитными квантовыми числами 0 и 1 для физических значений угловых моментов. На основе этих выражений вычислены асимптотики коэффициентов Клебша-Гордана и проведено их сравнение с известными в литературе. Результаты име...
Gespeichert in:
Datum: | 2002 |
---|---|
Hauptverfasser: | , |
Format: | Artikel |
Sprache: | Russian |
Veröffentlicht: |
Радіоастрономічний інститут НАН України
2002
|
Schriftenreihe: | Радиофизика и радиоастрономия |
Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/122303 |
Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Zitieren: | О коэффициентах Клебша-Гордана в комплексной j-плоскости. I. Физические значения углового момента / А.С. Брюховецкий, Л.А. Пазынин // Радиофизика и радиоастрономия. — 2002. — Т. 7, № 1. — С. 74-80. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-122303 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-1223032017-07-03T03:02:44Z О коэффициентах Клебша-Гордана в комплексной j-плоскости. I. Физические значения углового момента Брюховецкий, А.С. Пазынин, Л.А. Получены достаточно простые точные выражения для коэффициентов Клебша-Гордана с магнитными квантовыми числами 0 и 1 для физических значений угловых моментов. На основе этих выражений вычислены асимптотики коэффициентов Клебша-Гордана и проведено их сравнение с известными в литературе. Результаты имеют значение для исследования асимптотического поведения рассеянного поля в соответствующих сферически симметричных задачах электродинамики. Одержано достатньо прості точні вирази для коефіцієнтів Клебша-Гордана з магнітними квантовими числами 0 та 1 для фізичних значень кутових моментів. На основі цих виразів обчислені асимптотики коефіцієнтів Клебша-Гордана для великих значень моментів і проведено їх порівняння з існуючими у літературі. Результати мають значення для дослідження асимптотичної поведінки розсіяного поля у відповідних сферично симетричних задачах електродинаміки. Sufficiently simple exact expressions are obtained for the Clebsch-Gordan coefficients with magnetic numbers 0 and 1 for the physical angular momentum values. On the basis of these expressions the asymptotics of such coefficients are calculated and a comparison with the results available from literature is performed. The results are of importance for the analysis of asymptotic behaviour of scattered fields in relevant electromagnetic problems having spherical symmetry. 2002 Article О коэффициентах Клебша-Гордана в комплексной j-плоскости. I. Физические значения углового момента / А.С. Брюховецкий, Л.А. Пазынин // Радиофизика и радиоастрономия. — 2002. — Т. 7, № 1. — С. 74-80. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 1027-9636 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/122303 621.371.162; 530.1:51-72 ru Радиофизика и радиоастрономия Радіоастрономічний інститут НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Russian |
description |
Получены достаточно простые точные выражения для коэффициентов Клебша-Гордана с магнитными квантовыми числами 0 и 1 для физических значений угловых моментов. На основе этих выражений вычислены асимптотики коэффициентов Клебша-Гордана и проведено их сравнение с известными в литературе. Результаты имеют значение для исследования асимптотического поведения рассеянного поля в соответствующих сферически симметричных задачах электродинамики. |
format |
Article |
author |
Брюховецкий, А.С. Пазынин, Л.А. |
spellingShingle |
Брюховецкий, А.С. Пазынин, Л.А. О коэффициентах Клебша-Гордана в комплексной j-плоскости. I. Физические значения углового момента Радиофизика и радиоастрономия |
author_facet |
Брюховецкий, А.С. Пазынин, Л.А. |
author_sort |
Брюховецкий, А.С. |
title |
О коэффициентах Клебша-Гордана в комплексной j-плоскости. I. Физические значения углового момента |
title_short |
О коэффициентах Клебша-Гордана в комплексной j-плоскости. I. Физические значения углового момента |
title_full |
О коэффициентах Клебша-Гордана в комплексной j-плоскости. I. Физические значения углового момента |
title_fullStr |
О коэффициентах Клебша-Гордана в комплексной j-плоскости. I. Физические значения углового момента |
title_full_unstemmed |
О коэффициентах Клебша-Гордана в комплексной j-плоскости. I. Физические значения углового момента |
title_sort |
о коэффициентах клебша-гордана в комплексной j-плоскости. i. физические значения углового момента |
publisher |
Радіоастрономічний інститут НАН України |
publishDate |
2002 |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/122303 |
citation_txt |
О коэффициентах Клебша-Гордана в комплексной j-плоскости. I. Физические значения углового момента / А.С. Брюховецкий, Л.А. Пазынин // Радиофизика и радиоастрономия. — 2002. — Т. 7, № 1. — С. 74-80. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
series |
Радиофизика и радиоастрономия |
work_keys_str_mv |
AT brûhoveckijas okoéfficientahklebšagordanavkompleksnojjploskostiifizičeskieznačeniâuglovogomomenta AT pazyninla okoéfficientahklebšagordanavkompleksnojjploskostiifizičeskieznačeniâuglovogomomenta |
first_indexed |
2025-07-08T21:27:55Z |
last_indexed |
2025-07-08T21:27:55Z |
_version_ |
1837115718092455936 |
fulltext |
Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2002, ò. 7, ¹1, ñ. 74-80
© À. Ñ. Áðþõîâåöêèé, Ë. À. Ïàçûíèí, 2002
ÓÄÊ 621.371.162; 530.1:51-72
Î êîýôôèöèåíòàõ Êëåáøà-Ãîðäàíà â êîìïëåêñíîé
j-ïëîñêîñòè. I. Ôèçè÷åñêèå çíà÷åíèÿ óãëîâîãî ìîìåíòà
À. Ñ. Áðþõîâåöêèé, Ë. À. Ïàçûíèí
Èíñòèòóò ðàäèîôèçèêè è ýëåêòðîíèêè ÍÀÍ Óêðàèíû,
Óêðàèíà, 61085, ã. Õàðüêîâ, óë. Àê. Ïðîñêóðû, 12
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 10 èþëÿ 2001 ã.
Ïîëó÷åíû äîñòàòî÷íî ïðîñòûå òî÷íûå âûðàæåíèÿ äëÿ êîýôôèöèåíòîâ Êëåáøà-Ãîðäàíà ñ ìàã-
íèòíûìè êâàíòîâûìè ÷èñëàìè 0 è 1 äëÿ ôèçè÷åñêèõ çíà÷åíèé óãëîâûõ ìîìåíòîâ. Íà îñíîâå
ýòèõ âûðàæåíèé âû÷èñëåíû àñèìïòîòèêè êîýôôèöèåíòîâ Êëåáøà-Ãîðäàíà è ïðîâåäåíî èõ ñðàâ-
íåíèå ñ èçâåñòíûìè â ëèòåðàòóðå. Ðåçóëüòàòû èìåþò çíà÷åíèå äëÿ èññëåäîâàíèÿ àñèìïòîòè÷åñ-
êîãî ïîâåäåíèÿ ðàññåÿííîãî ïîëÿ â ñîîòâåòñòâóþùèõ ñôåðè÷åñêè ñèììåòðè÷íûõ çàäà÷àõ ýëåê-
òðîäèíàìèêè.
Îäåðæàíî äîñòàòíüî ïðîñò³ òî÷í³ âèðàçè äëÿ êîåô³ö³ºíò³â Êëåáøà-Ãîðäàíà ç ìàãí³òíèìè êâàí-
òîâèìè ÷èñëàìè 0 òà 1 äëÿ ô³çè÷íèõ çíà÷åíü êóòîâèõ ìîìåíò³â. Íà îñíîâ³ öèõ âèðàç³â îá÷èñëåí³
àñèìïòîòèêè êîåô³ö³ºíò³â Êëåáøà-Ãîðäàíà äëÿ âåëèêèõ çíà÷åíü ìîìåíò³â ³ ïðîâåäåíî ¿õ ïîð³âíÿí-
íÿ ç ³ñíóþ÷èìè ó ë³òåðàòóð³. Ðåçóëüòàòè ìàþòü çíà÷åííÿ äëÿ äîñë³äæåííÿ àñèìïòîòè÷íî¿ ïîâåä³íêè
ðîçñ³ÿíîãî ïîëÿ ó â³äïîâ³äíèõ ñôåðè÷íî ñèìåòðè÷íèõ çàäà÷àõ åëåêòðîäèíàì³êè.
Ââåäåíèå
Êîýôôèöèåíòû Êëåáøà-Ãîðäàíà (ÊÊÃ)
ãðóïïû ñèììåòðèè 2SU èìåþò ÷ðåçâû÷àéíî
âàæíîå çíà÷åíèå äëÿ êîíêðåòíûõ ðàñ÷åòîâ â
çàäà÷àõ ðàññåÿíèÿ âîëí è ÷àñòèö, îáëàäàþùèõ
ñôåðè÷åñêîé ñèììåòðèåé. Ïîýòîìó âû÷èñëå-
íèþ ÊÊà è èçó÷åíèþ èõ ñâîéñòâ ïîñâÿùåíî
áîëüøîå ÷èñëî ðàáîò. Îäíàêî â îïðåäåëåííîì
ñìûñëå çàêîí÷åííîé ìîæíî ñ÷èòàòü òîëüêî
êëàññè÷åñêóþ òåîðèþ ÊÊÃ, ñâÿçàííóþ ñ ðàç-
ëîæåíèåì ïðîèçâåäåíèÿ ïðåäñòàâëåíèé ãðóï-
ïû âðàùåíèé òðåõìåðíîãî âåùåñòâåííîãî
ïðîñòðàíñòâà íà íåïðèâîäèìûå êîìïîíåíòû.
Îñîáîå ìåñòî â òåîðèè ÊÊÃ çàíèìàåò ïðî-
äîëæåíèå èõ íà êîìïëåêñíûå çíà÷åíèÿ óãëî-
âîãî ìîìåíòà (j-ïëîñêîñòü) â ñâÿçè ñ èññëåäî-
âàíèåì àñèìïòîòè÷åñêîãî ïîâåäåíèÿ ðàññåÿí-
íîãî âîëíîâîãî ïîëÿ ïðè áîëüøèõ çíà÷åíèÿõ
óãëîâîãî ìîìåíòà. Äëÿ ýëåêòðîìàãíèòíîãî
ïîëÿ òàêîé ìåòîä èññëåäîâàíèÿ âïåðâûå ïðåä-
ëîæèë Âàòñîí [1], è â òåîðèè äèôðàêöèè âîëí
ýòîò ìåòîä ïîëó÷èë íàçâàíèå ïðåîáðàçîâàíèÿ
Âàòñîíà. Â êâàíòîâîé òåîðèè ðàññåÿíèÿ åãî
îáû÷íî íàçûâàþò ìåòîäîì Âàòñîíà-Ðåäæå [2].
Ïðåäñòàâëåíèå âåêòîðíûõ ïîëåé â ôîðìå
øàðîâûõ âåêòîðîâ (òåíçîðíûõ ñôåðè÷åñêèõ
ãàðìîíèê) â ñïèðàëüíîì áàçèñå [3, ñ. 186] ñî-
äåðæèò ÊÊÃ âèäà
1 2 1 2( , , ; , , ),C l l l m m m (1)
ãäå 2 1,l = 1 0,m = 2 0, 1,...,m = ± 1 2,m m m= +
li � óãëîâûå ìîìåíòû (âåñà ïðåäñòàâëåíèé),
mi � èõ ïðîåêöèè íà ïîëÿðíóþ îñü (ìàãíèòíûå
êâàíòîâûå ÷èñëà). Çäåñü è äàëåå ìû èñïîëüçó-
åì îáîçíà÷åíèÿ ÊÊÃ, ïðèíÿòûå â [4].
Ðàññåÿíèå ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ íà ñëó÷àé-
íûõ íåðîâíîñòÿõ ñôåðû [5] ïðèâîäèò ê ïðîèç-
âîëüíûì öåëûì ïîëîæèòåëüíûì (ôèçè÷åñêèì)
çíà÷åíèÿì 2l â (1). Ïîýòîìó íàñ èíòåðåñîâàëî
ïðîäîëæåíèå ÊÊà íà êîìïëåêñíûå çíà÷åíèÿ 1,l
2,l l (êîòîðûå ìû áóäåì îáîçíà÷àòü ñîîòâåòñòâåí-
Î êîýôôèöèåíòàõ Êëåáøà-Ãîðäàíà â êîìïëåêñíîé j-ïëîñêîñòè. I. Ôèçè÷åñêèå çíà÷åíèÿ óãëîâîãî ìîìåíòà
75Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2002, ò. 7, ¹1
íî 1,j 2,j j) ïðåæäå âñåãî äëÿ äâóõ íàáîðîâ ìàã-
íèòíûõ êâàíòîâûõ ÷èñåë 1 2 0m m= = è 1 1,m =
2 0,m = õàðàêòåðèçóþùèõ âûøåóïîìÿíóòîå ðàñ-
ñåÿíèå ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí [5].
Ïðîäîëæåíèå ÊÊÃ â êîìïëåêñíóþ
j-ïëîñêîñòü: ðåêóððåíòíûå
ñîîòíîøåíèÿ è àñèìïòîòèêè
äëÿ 1,j 2 ,j 1j ?
Ïðåäåëüíûé ïåðåõîä â ýôôåêòèâíûõ êîýô-
ôèöèåíòàõ îòðàæåíèÿ ñôåðè÷åñêèõ âîëí äëÿ êî-
ðîòêîâîëíîâîãî ðàññåÿíèÿ íà ìåëêîìàñøòàáíûõ
íåðîâíîñòÿõ áîëüøîé ñôåðû, êîãäà 1,l 2,l 1,l ?
ïîêàçàë, ÷òî àñèìïòîòè÷åñêèå âûðàæåíèÿ ÊÊÃ
äëÿ öåëûõ ïîëîæèòåëüíûõ çíà÷åíèé óãëîâîãî
ìîìåíòà [4] ñîäåðæàò íåòî÷íîñòè. Òàêèå æå íå-
òî÷íîñòè, êàê îêàçàëîñü, ñîäåðæàòñÿ è â �êëàñ-
ñè÷åñêîì ïðåäåëå� Áðóøàðà è Òîëõóêà [6], âîñ-
ïðîèçâåäåííîì â ñïðàâî÷íèêå [3, ñ. 224-225].
Äëÿ êîìïëåêñíûõ çíà÷åíèé óãëîâîãî ìî-
ìåíòà ñâåäåíèÿ îá àñèìïòîòèêàõ ÊÊÃ â èçâå-
ñòíîé íàì ëèòåðàòóðå [3, 7-9] îòñóòñòâóþò.
Ïîýòîìó öåëüþ ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ, âî-ïåðâûõ,
ïîëó÷åíèå òî÷íûõ ïðîñòûõ âûðàæåíèé
1 2 1 2( , , ; , , )C l l l m m m äëÿ ìàãíèòíûõ êâàíòîâûõ
÷èñåë 1 1,m = 2 0m = è 1 2 0m m= = â îáëàñòè
öåëûõ ïîëîæèòåëüíûõ (ôèçè÷åñêèõ) çíà÷å-
íèé óãëîâîãî ìîìåíòà è íà èõ îñíîâå ñîîò-
âåòñòâóþùèõ àñèìïòîòèê ïðè ýòèõ çíà÷åíè-
ÿõ; âî-âòîðûõ, îáîáùåíèå àíàëîãè÷íûõ ðå-
çóëüòàòîâ äëÿ êîìïëåêñíûõ çíà÷åíèé óãëîâî-
ãî ìîìåíòà 1,j 2,j j.
Öåëûå ïîëîæèòåëüíûå (ôèçè÷åñêèå)
çíà÷åíèÿ l1, l2, l
Ðàññìîòðèì âíà÷àëå ñëó÷àé ôèçè÷åñêèõ
çíà÷åíèé 1,l 2,l l. Èçâåñòíî [3, ñ. 213, ôîð-
ìóëà (32); 4, ñ. 185], ÷òî â ýòîì ñëó÷àå ïðè
1 2 0m m= = ÊÊÃ èìååò ïðîñòîé âèä îäíî-
÷ëåííîé ôîðìóëû
1 2
0 äëÿ ïîëóöåëîãî ,
( , , ;0,0,0)
äëÿ öåëîãî ,
g
C l l l
G g
=
(2)
ãäå 1 2( ) 2,g l l l= + +
1 2(2 1)(2 2 )!(2 2 )!(2 2 )!
( 1)
(2 1)!
g l l g l g l g l
G
g
− + − − −= − ×
+
1 2
!
.
( )!( )!( )!
g
g l g l g l
×
− − −
Äëÿ ìàãíèòíûõ êâàíòîâûõ ÷èñåë 1 1,m =
2 0m = èçâåñòíû âûðàæåíèÿ ÊÊÃ â âèäå ìíî-
ãî÷ëåííîé ñóììû [3], ÷èñëî ñëàãàåìûõ â êî-
òîðîé ïðîïîðöèîíàëüíî çíà÷åíèÿì 1,l 2,l l,
÷òî íå ïîçâîëÿeò ñäåëàòü íàäëåæàùèå àñèìï-
òîòè÷åñêèå îöåíêè.
Íèæå ìû ïîêàæåì, ÷òî 1 2( , , ;1,0,1)C l l l ìîæ-
íî âûðàçèòü ÷åðåç 1 2( , , ;0,0,0)C l l l â ñëó÷àå
öåëîãî g è ÷åðåç 1 2( 1, 1, 1;0,0,0)C l l l− − − â ñëó-
÷àå ïîëóöåëîãî g, ñâåäÿ òàêèì îáðàçîì çàäà÷ó
ê àñèìïòîòè÷åñêîé îöåíêå 1 2( , , ;0,0,0)C l l l
ëèáî 1 2( 1, 1, 1 ;0,0,0).C l l l− − −
Äëÿ öåëîãî g òàêàÿ ïðîöåäóðà îòíîñèòåëü-
íî ïðîñòî îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ ñïðàâåä-
ëèâûõ äëÿ ôèçè÷åñêèõ çíà÷åíèé il ðåêóððåí-
òíûõ ñîîòíîøåíèé [4, ñ. 190, ôîðìóëû (5), (6)]:
1 1 1 2 2 2( 1) ( , , ;0,0,0) ( 1)l l C l l l l l+ + + ×
1 2 1 2( , , ;1, 1,0) ( 1) ( , , ;1,0,1),C l l l l l C l l l× − = +
(3)
[ ]1 1 2 2 1 2( 1) ( 1) ( 1) ( , , ;0,0,0)l l l l l l C l l l+ + + − + +
[1 1 2 2 1 2( 1) ( 1) ( , , ;1, 1,0)l l l l C l l l+ + + − +
]1 2( , , ; 1,1,0) 0,C l l l+ − = (4)
è ñîîòíîøåíèÿ ñèììåòðèè [4, ñ. 182]
1 2
1 2 1 2( , , ; 1,1,0) ( 1) ( , , ;1, 1,0).l l lC l l l C l l l− −− = − −
(5)
Îòñþäà ïðè öåëîì g:
1 2 1 1 2( , , ;1,0,1) ( , , ;0,0,0),C l l l A C l l l= (6)
À. Ñ. Áðþõîâåöêèé, Ë. À. Ïàçûíèí
76 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2002, ò. 7, ¹1
ãäå
1 1 2 2
1
1 1
( 1) ( 1) ( 1)
.
2 ( 1) ( 1)
l l l l l l
A
l l l l
+ + + − +=
+ +
(7)
Ïðè ïîëóöåëîì g àíàëîãè÷íàÿ ïðîöåäóðà
ãîðàçäî áîëåå òðóäîåìêàÿ.
Ñîãëàñíî [4, ñ. 194, ôîðìóëà (12)] ìîæíî
çàïèñàòü:
( )1 2 1 2, , ;1,0 ( , , ;1,0,1)l l l C l l lα =
1 2 1 2( , , ;0,0) ( , , ;0,0,0)l l l C l l l′ ′ ′ ′ ′ ′= α −
1 2 1 2( , , ;2,0) ( , , ;2,0,2)l l l C l l l′ ′ ′ ′ ′ ′−α +
( )1 2 1 2, , ;0,1 ( , , ;0,1,1)l l l C l l l′ ′ ′ ′ ′ ′+α −
1 2 1 2( , , ;2, 1) ( , , ;2, 1,1)l l l C l l l′ ′ ′ ′ ′ ′−α − − +
( )1 2 1 2, , ;1,1 ( , , ;1,1,2)l l l C l l l′ ′ ′ ′ ′ ′+α −
1 2 1 2( , , ;1, 1) ( , , ;1, 1,0),l l l C l l l′ ′ ′ ′ ′ ′−α − − (8)
ãäå
( )1 2 1 2, , ; ,l l l m mα =
1 2 1 2
1 1 1 1 2 2
( )!( )!
(2 1)( )!( )!( )!
l l l l l l
l l m l m l m
+ − + −= × + + − +
1/2
1 2 1 2
2 2 1 2 1 2
( )!( 1)!
,
( )!( )!( )!
l l l l l l
l m l m m l m m
− + + + +× − + + − −
(9)
a 1.i il l′ = −
Ïîñëåäîâàòåëüíîå ïðèìåíåíèå ðåêóðpåíò-
íîé ôîðìóëû (4) (ïðè 1 1,m = 2 0m = è 1 1,m =
2 1),m = − ôîðìóëû (5) (ïðè 1 2 1m m= = è
1 1,m = 2 0)m = è ñîîòíîøåíèÿ (6) ñ èñïîëüçî-
âàíèåì ðåçóëüòàòîâ [4, ñ. 190, ôîðìóëà (4)] ïî-
çâîëÿåò ïîëó÷èòü ñëåäóþùóþ çàâèñèìîñòü:
1 2 1 2( , , ;1,0,1) ( 1, 1, 1;0,0,0),C l l l C l l lγ = β − − −
(10)
ãäå
1 2 1
1 2 1
1 (2 1)( 1)
! ! ! (2 1)( 1)( 1)
l l l l ll
l l l l l l
+ + + −γ = × − + +
1 2 1 2 1 2( )( )( )l l l l l l l l l× + − + − − + ×
1/ 2
1 2 1 2( 1)( ) ,l l l l l l
× + + + + +
(11)
1 2 3
1 2
,
2( 1)!( 1)!( 1)!
s s s
l l l
+ +β =
− − −
(12)
1 1 2
1
2 1
( 1)( 1)( 1)
1
( 1)( 1)
l l ll l
s
ll l l
− + +−= + + + +
2 1 2
2
1 1 2
( 1)( 1)( 1) ( 1)
1 ,
( 1) 1
l l ll l l l
l l
ll l l l
− + +− ++ − + + − + +
(13)
1 1 2 2 1 1 2
2
2 1
( 1) ( 1) ( 1)( 1)
1
( 1)( 1)
l l l l l l l
s
ll l l
− − − − + += − − + + +
1 1 2 2
1 1
( 1) ( 1)
( 1)
l l l l
ll l
− − −+ ×
+
2 1 2
2
2
( 1)( 1) ( 1)
1 ,
1
l l l l l
l l
l l
− + + +× − + + − +
(14)
2
1 2 2 1 1 1
3
2 1
2 .
( 1)
l l l ll l l l
s
l l
+ + − −=
+
(15)
 ðåçóëüòàòå äîñòàòî÷íî ãðîìîçäêèõ ïðå-
îáðàçîâàíèé äëÿ ñóììû 1 2 3is s s s= + +∑
ìîæíî ïîëó÷èòü âûðàæåíèå:
1 2 1 2 1 2
1 2 1
( )( )( )
( 1)( 1)i
l l l l l l l l l
s
ll l l l
+ − + − − += ×
+ +∑
1 2 1 2( 1)( 1).l l l l l l× + + + + + − (16)
Î êîýôôèöèåíòàõ Êëåáøà-Ãîðäàíà â êîìïëåêñíîé j-ïëîñêîñòè. I. Ôèçè÷åñêèå çíà÷åíèÿ óãëîâîãî ìîìåíòà
77Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2002, ò. 7, ¹1
Ïðè ýòîì èç (10) äëÿ ïîëóöåëûõ g èìååì:
1 2 2 1 2( , , ;1,0,1) ( 1, 1, 1;0,0,0),C l l l A C l l l= − − −
(17)
ãäå
2
1 2 1 2 1 2
1 1
1/ 2
1 2 1 2
1 2
1 2 1
2 2 1
( )( )( )
( 1)( 1)
( 1)( 1)
.
( )
l
A
l
l l l l l l l l l
ll l l
l l l l l l
l l l
+= × −
+ − + − − +× ×
+ +
+ + + + + −× + +
Âûðàæåíèÿ (6) è (17) îçíà÷àþò, ÷òî
1 2( , , ;1,0,1)C l l l äëÿ ôèçè÷åñêèõ çíà÷åíèé ìî-
ìåíòîâ 1,l 2,l l òîæå ñâîäèòñÿ ê îäíî÷ëåííîé
ôîðìóëå. Äîñòàòî÷íî ïðîñòûå àíàëèòè÷åñêèå
âûðàæåíèÿ (2), (12) è (17) ïîçâîëÿþò ëåãêî ïî-
ëó÷èòü èõ àñèìïòîòèêè ïðè 1 2, , 1.l l l ?
Åñëè âûðàçèòü ôàêòîðèàëû ÷åðåç Ã-ôóíê-
öèþ è âîñïîëüçîâàòüñÿ ôîðìóëîé Ñòèðëèíãà
[10, ñ. 62]
1 2( ) 2 ,z zz e z− −Γ ≅ π arg ,z < π (18)
òî äëÿ âõîäÿùèõ â ôîðìóëó (2) ñîìíîæèòåëåé
ïîëó÷èì àñèìïòîòè÷åñêèå âûðàæåíèÿ:
1 4
1 2! ( 1)
2 ,
(2 1)! (2 2)
gg g
gg g
− − Γ + π= ≅ + Γ +
1 2
1 2
(2 2 )!(2 2 )!(2 2 )!
( )!( )!( )!
g l g l g l
g l g l g l
− − −
≅
− − −
( )
[ ]
1 23
1 4
1 2
2
.
( ) ( ) ( )
g l l l
g l g l g l
− + +
≅
π − π − π −
Ïîäñòàíîâêà èõ â ôîðìóëó (2) ïðèâîäèò ê
ñëåäóþùåìó ðåçóëüòàòó:
( )1 2
0 äëÿ ïîëóöåëîãî ,
( , , ;0,0,0)
1 äëÿ öåëîãî .
g l
g
C l l l l
g
S
−
= − π
(19)
Âåëè÷èíà S, âõîäÿùàÿ â ôîðìóëó (19), ìî-
æåò áûòü çàïèñàíà â îäíîé èç ñëåäóþùèõ
ïÿòè ôîðì:
1 2 1 2 1 2 1 2
1
4 ( )( )( )( )S l l l l l l l l l l l l= + + + − − + + − =
2 2 2 2
1 1 2
1
4 ( ) ( )l l l l l l = + − − − =
( ) ( )2 2 2 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 2
1
4 2 2l l l l l l l l l l = − − − + − − =
( )22 2 2 2 2
1 2 1 2
1
4 4l l l l l = − − − =
( )4 4 4 2 2 2 2 2 2
1 2 1 2 1 3 2 3
1
4 2 .l l l l l l l l l= − − − + + + (20)
Ó ðàçíûõ àâòîðîâ ýòà âåëè÷èíà ìîæåò ïðèñóò-
ñòâîâàòü â îäíîé èç âûøåïðèâåäåííûõ ôîðì,
òîæäåñòâåííîñòü êîòîðûõ, íà ïåðâûé âçãëÿä,
íå î÷åâèäíà.
Èñõîäÿ èç (19), íåòðóäíî çàïèñàòü àñèìï-
òîòèêó äëÿ 1 2( 1, 1, 1;0,0,0)C l l l− − − ïðè ïîëó-
öåëûõ g:
1 2
1 2( 1, 1, 1;0,0,0) ( 1) ,g l l
C l l l
S
− −− − − ≅ −
π
(21)
1 2( , , 1).l l l ?
Àñèìïòîòèêè (19) è (21) ÿâëÿþòñÿ èñõîä-
íûìè äëÿ àñèìïòîòè÷åñêîé îöåíêè ôîðìóë (6)
è (17). Äëÿ îöåíêè (6) ïîëó÷èì ïðè öåëîì g:
1 2 1 1 2( , , ;1,0,1) ( , , ;0,0,0),C l l l AC l l l≅
(22)
1 2( , , 1),l l l ?
À. Ñ. Áðþõîâåöêèé, Ë. À. Ïàçûíèí
78 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2002, ò. 7, ¹1
ãäå 1 2( , , ;0,0,0)C l l l îïðåäåëÿåòñÿ íèæíåé ÷àñ-
òüþ ôîðìóëû (19), à 1A � åñòü àñèìïòîòè÷åñ-
êîå ïðèáëèæåíèå äëÿ (7):
2 2 2
1 2
1
1
.
2
l l l
A
ll
+ −≈ (23)
Äëÿ ïîëóöåëûõ g èç (17) àíàëîãè÷íûì
îáðàçîì ïîëó÷èì:
1 2 2 1 2( , , ;1,0,1) ( 1, 1, 1;0,0,0),C l l l A C l l l≈ − − −
(24)
1 2, , 1,l l l ?
ãäå 1 2( 1, 1, 1;0,0,0)C l l l− − − îïðåäåëÿåòñÿ ôîð-
ìóëîé (21), à
2
1
2
.
S
A
ll
≈ (25)
Ñðàâíåíèå ñ èçâåñòíûìè
àñèìïòîòèêàìè
Ñðàâíèì ïîëó÷åííûå àñèìïòîòèêè ñ èìåþ-
ùèìèñÿ â ëèòåðàòóðå. Â ìîíîãðàôèè [4, ñ. 229]
ïðèâåäåíî àñèìïòîòè÷åñêîå âûðàæåíèå, êîòî-
ðîå â íàøèõ îáîçíà÷åíèÿõ âûãëÿäèò ñëåäóþ-
ùèì îáðàçîì (ôîðìóëà Âèëåíêèíà):
( )
1 422 2 2 2
1 2 1 2
1 2 1 2 1 2
( 1) 2
,
4
( , , ;0,0,0) åñëè ;
0, â ïðîòèâíîì ñëó÷àå;
g l l
l l ll l
C l l l l l l l l
− − π
− −
≈ − < < +
(26)
è íå çàâèñèò îò ìàãíèòíûõ êâàíòîâûõ ÷èñåë
1,m 2.m Åñëè ó÷åñòü, ÷òî â çíàìåíàòåëå (26)
ñòîèò âûðàæåíèå äëÿ 2 S (ñì. (20)), òî (26)
îòëè÷àåòñÿ îò (19) èëè (21) â 2 ðàç. Äëÿ ïî-
ëóöåëûõ g îöåíêà (26) ïðèíöèïèàëüíî íåâåð-
íà, â ýòîì ñëó÷àå 1 2( , , ;0,0,0) 0.C l l l ≡ Äëÿ ìàã-
íèòíûõ êâàíòîâûõ ÷èñåë 1 1,m = 2 0,m = îò-
ëè÷èå (26) îò (22) èëè (24) åùå áîëüøå: â 12A
èëè 22A ðàç ñîîòâåòñòâåííî.
 ôîðìóëàõ Áðóøàðà è Òîëõóêà [6] (ñì.
òàêæå [3, ñ. 225]) çàâèñèìîñòü îò ìàãíèòíûõ
êâàíòîâûõ ÷èñåë 1m è 2m ñîäåðæèòñÿ â íåñó-
ùåñòâåííûõ 2~ ( )O l − ÷ëåíàõ ðàçëîæåíèÿ. Ïðè
1 2 0m m= = ôîðìóëà äëÿ 1 2( , , ;0,0,0),C l l l ïî-
ëó÷åííàÿ â [3, ñ. 225, ôîðìóëà (20)], îòëè÷àåò-
ñÿ îò ôîðìóëû Âèëåíêèíà (26) íåñóùåñòâåí-
íûì 1~ ( )O l− ÷ëåíîì â àñèìïòîòèêå (âåëè÷è-
íà 2 1l + âìåñòî 2 )l , è ýòîé ðàçíèöåé ìîæíî
ïðåíåáðå÷ü. Ïîýòîìó íåòî÷íîñòü áóäåò òîãî æå
ïîðÿäêà, ÷òî è ó ôîðìóëû (26).
Ïîëóêëàññè÷åñêàÿ ôîðìóëà Ïîíçàíî è Ðåä-
æå* [11], ïðèâåäåííàÿ â [3, ñ. 223] èìååò âèä:
22 1
1 2 1 2
2 1
( , , ; , , ) ( 1) l l m l
C l l l m m m
S
+ + + +≈ − ×
π
[ ]1 1 2 2 3 3 2 1 1 2cos 4 ,j j j m m× θ + θ + θ − ϕ + ϕ + π
(27)
ãäå 1 1 1 2,j l≡ + 2 2 1 2,j l≡ + 3 1 2,j l≡ +
3 ,m m= −
( )4 4 4 2 2 2 2 2 2
1 2 3 1 2 1 3 2 3
1 2
4
S j j j j j j j j j= − − − + + + +
( ) 1/ 2
2 2 2
1 2 3 2 1 3 3 1 24 ,j m m j m m j m m + + + (28)
( )
( ) ( )
2 2 2 2
2 2 2 2 2 2 2
2
cos ,
4
i l i i k l
i
i i i l i k l
j m m j j j
j m j j j j j
+ − +
θ =
− − − +
*Íå èìåÿ âîçìîæíîñòè îçíàêîìèòüñÿ ñ ðàáîòîé [11],
ìû ïîëüçîâàëèñü åå ðåçóëüòàòàìè, èçëîæåííûìè â [3].
Î êîýôôèöèåíòàõ Êëåáøà-Ãîðäàíà â êîìïëåêñíîé j-ïëîñêîñòè. I. Ôèçè÷åñêèå çíà÷åíèÿ óãëîâîãî ìîìåíòà
79Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2002, ò. 7, ¹1
( )( )
2 2 2
2 2 2 2
21
cos ,
2
i k l k l
i
k k i l
j j j m m
j m j m
− − −
ϕ =
− −
à èíäåêñû j, k, l îáðàçóþò öèêëè÷åñêóþ ïåðå-
ñòàíîâêó èç 1, 2, 3.
Çàìåòèì, ÷òî âûðàæåíèå (28) ñ òî÷íîñòüþ
äî íåñóùåñòâåííûõ äëÿ àñèìïòîòèêè ÷ëåíîâ
( )1~ O j
−
ñîâïàäàeò ñ îäíîé èç ôîðì (20). Äëÿ
1 2 0m m m= = = âûðàæåíèå äëÿ S 2 [3, ñ. 224,
ôîðìóëà 45] ñîäåðæèò îïå÷àòêó: â ïåðâîé ñêîá-
êå äîëæíî áûòü 3/2 âìåñòî 5/2. Òîãäà ýòî âû-
ðàæåíèå ïåðåõîäèò â ïåðâóþ ôîðìó ñîîòíî-
øåíèÿ (20). Ïðè ýòîì
( )1
cos ~ ,i O j
−θ ( )1
~ 2 ,i O j
−θ π +
( )( )
2 2 2 2 2 2
2 3 1 3 1 2
2
2 2
3 13 1
cos (1).
22 1 1
j j j j j j
O
j jj j
− − + −ϕ = ≈ −
− −
 ðåçóëüòàòå äëÿ 1 2 0m m= = àðãóìåíò êîñè-
íóñà â ôîðìóëå (27)
1 2 3 1 2 34 ( 1 2) ,j j j l l l1 2 3Φ = θ + θ + θ + π = + + + π 2
2
+11 2 1 ( 1)
cos cos ð = ( 1) ,
2 2
g
gl l l+ + + −Φ = − −
à ÊÊÃ ñîîòâåòñòâåííî èìååò âèä [3, ñ. 224,
ôîðìóëà (18)]:
2 2
1 2
2 1 1 ( 1)
( , , ;0,0,0) ( 1) ,
2 2
g l
g l l
C l l l
S
−
− + + −≈ −
π
(29)
è îòëè÷àåòñÿ îò (19) àñèìïòîòè÷åñêè íåñóùå-
ñòâåííûìè ÷ëåíàìè.
Äëÿ ìàãíèòíûõ êâàíòîâûõ ÷èñåë 1 1,m = 2 0m =
( )2
1 2 2( ) .
2
l l l O j
−π Φ ≈ + + + π + ϕ +
(30)
 ñëó÷àå öåëûõ g: 2cos ( 1) cos .gΦ = − ϕ Ïðè
ýòîì (m = 1)
22 2 1
1 2 2
2 1
( , , ;1,0,1) ( 1) ( 1) cos
2
l l gl
C l l l
s
+ + ++= − − ϕ =
π
2 1 2cos ( , , ;0,0,0).C l l l= − ϕ (31)
Çäåñü
2 2 2
1 2
2
1
cos .
2
l l l
ll
+ −− ϕ ≈ (32)
Ñîâïàäåíèå (32) ñ 1A èç (23) î÷åâèäíî, à ñëå-
äîâàòåëüíî, (31) ñîâïàäàåò ñ àñèìïòîòèêîé
òî÷íîãî âûðàæåíèÿ (22). Äëÿ ïîëóöåëûõ çíà-
÷åíèé g
1 2 2cos cos ( )
2
l l l
π Φ = − + + + ϕ =
1 2( 1) 2
2( 1) sin ,l l l+ + −= − ϕ (33)
ïðè ýòîì
2
1
2
sin .
S
ll
ϕ ; (34)
Òîãäà èç (27)
22 2 1 2
1 2 2
2 1
( , , ;1,0,1) ( 1) ( 1) sin
2
l l gl
C l l l
S
+ + −+− − ϕ =
π
;
1 2
2 1 2
1
2
( 1) sin ( 1, 1, 1;0,0,0).g l l S
C l l l
S ll
− −= − ϕ − − −
π
;
(35)
Ñðàâíåíèå (35) ñ ôîðìóëîé (24) ñ ó÷åòîì (25)
ïîêàçûâàåò ïîëíîå ñîâïàäåíèå îñíîâíûõ ÷ëå-
íîâ àñèìïòîòè÷åñêèõ çíà÷åíèé 1 2( , , ;1,0,1),C l l l
À. Ñ. Áðþõîâåöêèé, Ë. À. Ïàçûíèí
80 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2002, ò. 7, ¹1
äàâàåìûõ ïîëóêëàññè÷åñêîé ôîðìóëîé Ïîíçà-
íî è Ðåäæå, è çíà÷åíèé, ïîëó÷åííûõ íàìè èç
òî÷íûõ ôîðìóë (6) è (17).
Ëèòåðàòóðà
1. G. N. Watson. Proc. Roy. Soc. 1918, A95, pp. 83-99.
2. T. Regge. Nuovo Cimento. 1959, 14, No. 5, pp. 951-
976.
3. Ä. À. Âàðøàëîâè÷, À. Í. Ìîñêàëåâ, Â. Ê. Õåð-
ñîíñêèé. Êâàíòîâàÿ òåîðèÿ óãëîâîãî ìîìåíòà. Ëå-
íèíãðàä, Íàóêà, 1975, 439 ñ.
4. Í. ß. Âèëåíêèí. Ñïåöèàëüíûå ôóíêöèè è òåîðèÿ
ïðåäñòàâëåíèé ãðóïï. Ìîñêâà, Íàóêà, 1991, 588 ñ.
5. A. S. Bryukhovetski, L. A. Pazynin. J. Electromagn.
Waves Appl. (JEWA). 1991, 5, No. 8, pp. 897-907.
6. P. J. Brussard, H. A. Tolhoek. Physica. 1957, 23,
No. 10, pp. 955-971.
7. ß. À. Ñìîðîäèíñêèé, Ë. À. Øåëåïèí. ÓÔÍ. 1972,
106, ¹1, ñ. 3-45.
8. Ë. À. Øåëåïèí. Òðóäû ÔÈÀÍ ÑÑÑÐ èì. Ï. Í. Ëå-
áåäåâà. Ìîñêâà, Íàóêà, 1973, 70, ñ. 3-119.
9. À. Ó. Êëèìûê. Ìàòðè÷íûå ýëåìåíòû è êîýôôè-
öèåíòû Êëåáøà-Ãîðäàíà ïðåäñòàâëåíèé ãðóïï.
Êèåâ, Íàóêîâà äóìêà, 1979, 304 ñ.
10. Ã. Áåéòìåí, À. Ýðäåéè. Âûñøèå òðàíñöåíäåíò-
íûå ôóíêöèè, ò. 1. Ìîñêâà, Íàóêà, 1973, 296 ñ.
11. G. Ponzano, T. Regge. Spectrogcopic and group
theoretical methods in physics. Amsterdam, Nort-
Holland Publ. Co., 1968, pp. 1-58.
On Clebsch-Gordan Coefficients
in Complex j-Plane. I. Physical Values
of an Angular Momentum
A. S. Bryukhovetski, L. A. Pazynin
Sufficiently simple exact expressions are ob-
tained for the Clebsch-Gordan coefficients with
magnetic numbers 0 and 1 for the physical angu-
lar momentum values. On the basis of these ex-
pressions the asymptotics of such coefficients are
calculated and a comparison with the results avail-
able from literature is performed. The results are
of importance for the analysis of asymptotic be-
haviour of scattered fields in relevant electromag-
netic problems having spherical symmetry.
|