¿Son las energías de Born-Oppenheimer funciones analíticas de las posiciones nucleares?

Busco referencias a bibliografía que explore la suavidad y analiticidad de autovalores y autofunciones (y elementos de matriz en general) de un hamiltoniano que depende de algún parámetro.

Considere, por ejemplo, el escenario original de la aproximación de Born-Oppenheimer, a la dinámica molecular, donde la función de onda nuclear se ignora momentáneamente y el hamiltoniano se parametriza por las posiciones R metro de los núcleos,

H ^ ( R metro ) = i = 1 norte 2 2 metro i 2 + i > j mi 2 | r i r j | i , metro Z metro mi 2 | r i R metro | .
las energías mi norte ( R metro ) luego se convierten en funciones de todas las coordenadas nucleares y por lo tanto componen el paisaje energético que gobierna la evolución de las funciones de onda nucleares. Desde la aparición original de la R metro está en las funciones analíticas (bueno, meromórficas) 1 | r i R metro | , esperaría una mayor dependencia de la R metro ser meromórfico (y definitivamente esperaría un significado físico de postes y cortes de ramas).

Lo que busco son referencias a la bibliografía que establezcan o refuten resultados de este tipo en un entorno lo más general posible. En particular, dado un hamiltoniano que depende de un conjunto de parámetros z 1 , , z metro de una manera analítica adecuadamente definida, me gustaría ver resultados que establezcan la analiticidad de los elementos de la matriz (y, por lo tanto, por ejemplo, de los valores propios) que involucren los vectores propios del hamiltoniano. También me interesaría saber qué cantidades se pueden extender analíticamente al plano complejo.

Todos y cada uno de los consejos serán profundamente apreciados.

Respuestas (1)

Supongamos que para todos z en algún conjunto abierto Z de números complejos que contienen z 0 , el hamiltoniano H ( z ) es una perturbación compacta de la autoadjunta H ( z 0 ) dependiendo analíticamente de z . Entonces, para todo valor propio simple mi 0 de H ( z 0 ) y estado propio normalizado asociado ψ 0 , existe un vecindario complejo norte de z 0 y funciones únicas mi ( z ) y ψ ( z ) , definida y analítica sobre norte , tal que mi ( z 0 ) = mi 0 , ψ ( z 0 ) = ψ 0 , y H ( z ) ψ ( z ) = mi ( z ) ψ ( z ) y ψ 0 ψ ( z ) = 1 para todos z norte .

La prueba es esencialmente el teorema de la función inversa en un espacio de Banach para el sistema no lineal resultante, combinado con el teorema espectral aplicado a H ( z 0 ) . Supongo que puede encontrar los resultados de fondo relevantes (si no una declaración de perturbación similar a la anterior) en el antiguo libro de Kato.

No es necesario suponer que H ( z ) es autoadjunto (no sería el caso para todos z Z a menos que H ( z ) es constante). Por supuesto, los valores propios generalmente se moverán al dominio complejo si z 0 era real pero z es complejo.

Debilitar los supuestos requerirá formas más fuertes (llamadas ''duras'') del teorema de la función inversa, que generalmente requieren mucho tecnicismo para enunciar y verificar.