¿Sistema unidimensional un sistema hamiltoniano?

Tengo la siguiente ecuación de movimiento:

X ˙ = β X y
con y = 1 X . Me gustaría ver si es hamiltoniano o no.

Debido a que es unidimensional, creo que debería ser localmente hamiltoniano. Sin embargo, no sé cómo definir un impulso. Con esto se podría comprobar los corchetes fundamentales de Poisson como prueba para ver si está dotado del álgebra de Poisson. Sin esta definición a mano, ¿cómo puedo proceder?

Respuestas (2)

Otro enfoque diferente al de Qmechanic. Observe que su ecuación diferencial implica que

1 2 X ˙ 2 β 2 2 X 2 ( 1 X ) 2 = mi ,
con mi = 0 . Esta es una ecuación de conservación para el sistema de segundo orden
X ¨ = d d X tu ( X )
dónde
tu ( X ) = β 2 2 X 2 ( 1 X ) 2 .
Este es un sistema hamiltoniano 2D cuyo hamiltoniano es
H ( X , pag ) = pag 2 2 β 2 2 X 2 ( 1 X ) 2 .
Las soluciones de la EDO inicial son exactamente las que resuelven las ecuaciones de Hamilton de este nuevo sistema (una es pag = X ˙ ) tal que el
pag ( 0 ) := β X ( 0 ) ( 1 X ( 0 ) ) .
Este requisito también corrige los signos (supongo β > 0 ) por continuidad de las soluciones. En realidad, es necesario un análisis un poco más preciso si X ( 0 ) = 0 o X ( 0 ) = 1 .

Apéndice . En realidad, hay una posibilidad más aún más fácil. Simplemente defina

H ( X , pag ) := pag β X ( 1 X ) .
La ecuación hamiltoniana para X es solo su ecuación inicial, que admite una solución única cuando fija una condición inicial X ( 0 ) y no depende de la variable pag y en la ecuación restante.

  1. Un espacio de fase 1D no puede tener una estructura de Poisson regular en ningún punto debido a la asimetría. (Los espacios de fase regulares son siempre de dimensión uniforme).

  2. Sin embargo, hay mucha libertad para integrar el sistema 1D de OP en un espacio de fase 2D.

    Ejemplo: Definir corchete de Poisson fundamental

    (1) { X , y } := β X ( 1 X ) y , y     0 ,
    y hamiltoniano
    (2) H   :=   en | y | .
    Entonces, la primera ecuación de Hamilton es el EOM buscado por OP:
    (3) X ˙     { X , H }   =   { X , y } H y   =   β X ( 1 X ) .