Derivación del valor esperado de la densidad de partículas para interacciones por pares entre partículas

mi pregunta es porque es < norte ^ ( r ) >= norte

yo tengo el hamiltoniano H norte = i norte PAG i 2 2 metro + tu ( R 1 , R 2 , . . , R norte ) dónde tu ( R 1 , R 2 , . . , R norte ) = 1 2 ! i j norte tu 2 ( R i , R j ) es un potencial de interacción por pares.

Al usar esto, puede obtener la función de partición Z = norte = 0 1 norte ! ( mi β m ( Λ T ) d ) norte ( i = 1 norte [ d d R i ] ) mi β tu ( R 1 , R 2 , . . , R norte )

De ella si tomas la densidad en la posición r ser norte ^ ( r ) = i = 1 norte d d ( r R i ) se supone que debes conseguir < norte ^ ( r ) >= norte . cuando me conecto norte ^ ( r ) Parece que no puedo derivar este resultado.

Cuando lo intento obtengo < norte ^ ( r ) >= 1 norte = 0 1 norte ! ( mi β m ( Λ T ) d ) norte ( i = 1 norte [ d d R i ] ) mi β tu ( R 1 , R 2 , . . , R norte ) norte = 0 1 norte ! ( mi β m ( Λ T ) d ) norte ( i = 1 norte [ d d R i ] ) i = 1 norte d d ( r R i ) mi β tu ( R 1 , R 2 , . . , R norte ) 1 norte = 0 1 norte ! ( mi β m ( Λ T ) d ) norte ( i = 1 norte [ d d R i ] ) mi β tu ( R 1 , R 2 , . . , R norte ) norte = 0 1 norte ! ( mi β m ( Λ T ) d ) norte mi β tu ( r , r , . . , r )

Aquí es donde estoy atascado. Parece que no puedo averiguar a dónde ir después de integrar la función delta para obtener < norte ^ ( r ) >= norte

Gracias.

Respuestas (1)

mi pregunta es porque es < norte ^ ( r ) >= norte

Presumiblemente estás definiendo norte = norte / V .

En ese caso, de la definición:

< norte ^ ( r ) >= d 3 X 1 d 3 X 2 d 3 X norte Ψ ( X 1 , . . . X norte ) i d ( X i r ) Ψ ( X 1 , . . . X norte )
= norte d 3 X 2 d 3 X norte | Ψ | 2 ( r , X 2 , , X norte )

Por otra parte, desde Ψ se normaliza:

d 3 r ( d 3 X 2 d 3 X norte | Ψ | 2 ( r , X 2 , , X norte ) ) = 1

Pero, para un sistema homogéneo, la parte entre paréntesis arriba debe ser independiente de r . Tal como < norte ^ ( r ) > es en realidad independiente de r. Es decir,

d 3 r ( d 3 X 2 d 3 X norte | Ψ | 2 ( r , X 2 , , X norte ) ) = 1
V ( d 3 X 2 d 3 X norte | Ψ | 2 ( r , X 2 , , X norte ) ) = 1
( d 3 X 2 d 3 X norte | Ψ | 2 ( r , X 2 , , X norte ) ) = 1 / V

Por lo tanto,

< norte ^ ( r ) >= norte d 3 X 2 d 3 X norte | Ψ | 2 ( r , X 2 , , X norte )
= norte 1 V