O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY TA’LIM, FAN VA INNOVATSIYALAR VAZIRLIGI BUXORO DAVLAT UNIVERSITETI Qo‘lyozma huquqida UDK 517.984 BAHRONOV BEKZOD ISLOM O‘G‘LI PANJARADAGI IKKI VA UCH ZARRACHALI SISTEMALARGA MOS MODEL OPERATORLARNING SPEKTRAL XOSSALARI 01.01.01- Matematik analiz ixtisosligidan fizika-matematika fanlari bo‘yicha falsafa doktori (PhD) ilmiy darajasini olish uchun tayyorlagan DISSERTATSIYASI Ilmiy rahbar: f.-m.f.d. (DSc), prof. T.Н. Rasulov BUXORO - 2023 1 MUNDARIJA KIRISH ...................................................................................................................... 3 I bob. Dastlabki ma’lumotlar. ................................................................................ 9 1.1. Chegaralangan o‘z-o‘ziga qo‘shma operatorlar spektral nazariyasi elementlari. .................................................................................................................................. 10 1.2. Chiziqli operatorning sonli tasviri va uning asosiy xossalari .......................... 16 1.3. Panjaradagi ikki va uch zarrachali sistemalarga mos model operatorlar uchun olingan ayrim natijalar tahlili. ................................................................................. 22 I bob xulosasi ........................................................................................................... 28 II bob. Fridrixs modelining muhim va diskret spektrlari tadqiqi .................... 29 2.1. Fridrixs modelining xos qiymatlari mavjudlik shartlari ................................... 29 2.2. Fridrixs modelining bo‘sag‘aviy xos qiymatlari .............................................. 41 2.3. Fridrixs modelining sonli tasviri ...................................................................... 45 II bob xulosasi.......................................................................................................... 56 III bob. Panjaradagi uch zarrachali sistemaga mos model operatorning spektral xossalari ................................................................................................... 57 3.1. Panjaradagi uchta zarrachali sistemaga mos model operatorning muhim spektri .................................................................................................................................. 57 3.2. Tenzor yig‘indisining muhim spektri tuzilishi va joylashuv o‘rni ................... 71 III bob xulosasi ........................................................................................................ 81 Umumiy xulosa....................................................................................................... 82 Foydalanigan adabiyotlar ..................................................................................... 83 2 KIRISH (falsafa doktori (PhD) dissertatsiyasi annotatsiyasi). Dissertatsiya mavzusining dolzarbligi va zarurati. Jahonda olib borilayotgan aksariyat izlanishlar panjaradagi ikki va uch zarrachali sistemalarga mos model operatorlarning spektral xossalarini aniqlashga olib kelinadi. Bunda ikki zarrachali sistemaga mos model operator spektri haqidagi natijalardan foydalanib uch zarrachali sistemaga mos model operator muhim va diskret spektrlarini tadqiq qilish muhim ahamiyat kasb etadi. Uch zarrachali sistemaga mos model operatorning muhim spektri va xos qiymatlarining mavjudligi bilan bog‘liq masalalar qattiq jismlar fizikasi [1], kvant maydon nazariyasi [2] va boshqa ko‘plab sohalardagi dolzarb masalalardan hisoblanadi. Shuning uchun panjaradagi ikki va uch zarrachali sistemalarga mos model operatorlarga oid tadqiqotlarni rivojlantirish muhim hisoblanadi. Dunyoda panjaradagi ikki va uch zarrachali sistemalarga mos model operatorlarning muhim spektri va xos qiymatlarining mavjudligini o‘rganishga doir ko‘plab ilmiy izlanishlar olib borilmoqda. Bu borada, ikki zarrachali sistemaga mos Fridrixs modeli uchun bo‘sag‘aviy hodisalarni tahlil qilish, ulardan foydalanib sonli tasvirni tadqiq qilish, uch zarrachali sistemaga mos model operator muhim spektrining tuzilishini aniqlash [3], xos qiymatlar sonining chekli yoki cheksiz bo‘lish shartlarini topish, muhim spektr ichida joylashgan xos qiymatlarni aniqlashga alohida e’tibor berilmoqda [4, 5, 6]. Mamlakatimizda panjaradagi ikki va uch zarrachali sistemalarga mos model operatorlarning xossalarini o‘rganishga alohida e’tibor qaratilmoqda. Ikki va uch zarrachali sistemalarga mos model operatorlarning muhim spektrini aniqlash va xos qiymatlarining mavjudligiga oid salmoqli natijalarga erishildi. “Matematika, fizika, amaliy matematika fanlarining ustuvor yo‘nalishlari bo‘yicha xalqaro standartlar darajasida ilmiy tadqiqotlar olib borish asosiy vazifalar va faoliyat yo‘nalishlari” etib belgilandi. Bu borada panjaradagi ikki va uch zarrachali sistemalarga mos model operatorlarning spektral nazariyasini rivojlantirish, uch zarrachali sistemasiga mos model operatorning muhim spektri joylashuv o‘rni va tuzilishini topish hamda uning 3 xos qiymatlari mavjudligini ko‘rsatish muhim ilmiy ahamiyatga ega hisoblanadi. O‘zbekiston Respublikasi Prezidentining 2017-yil 7-fevraldagi “O‘zbekiston Respublikasini yanada rivojlantirish bo‘yicha Harakatlar strategiyasi to‘g‘risida” PF- 4947-son Farmoni, 2017-yil 17-fevraldagi “Fanlar akademiyasi faoliyati, ilmiy tadqiqot ishlarini tashkil etish, boshqarish va moliyalashtirishni yanada takomillashtirish chora-tadbirlari to‘g‘risida” PQ-2789-son, 2019-yil 9-iyuldagi “Matematika ta’limi va fanlarini yanada rivojlantirishni davlat tomonidan qo‘llabquvvatlash, shuningdek, O‘zbekiston Respublikasi Fanlar akademiyasining V.I.Romanovskiy nomidagi Matematika instituti faoliyatini tubdan takomillashtirish chora-tadbirlari to‘g‘risida” PQ-4387-son, 2020-yil 7-maydagi “Matematika sohasidagi ta’lim sifatini oshirish va ilmiy-tadqiqotlarni rivojlantirish chora-tadbirlari to‘g‘risida” PQ-4708-son qarorlari hamda mazkur faoliyatga tegishli boshqa normativhuquqiy hujjatlarda belgilangan vazifalarni amalga oshirishda ushbu dissertatsiya tadqiqoti muayyan darajada xizmat qiladi. Tadqiqotning Respublika fan va texnologiyalari rivojlanishining ustuvor yo‘nalishlariga mosligi. Mazkur tadqiqot O‘zbekiston Respublikasi fan va texnologiyalar rivojlanishining IV. “Matematika, mexanika va informatika” ustuvor yo‘nalishi doirasida bajarilgan. Muammoning o‘rganilganlik darajasi. Panjaradagi ikki va uch zarrachali sistemalarga mos model operatorlar spektral nazariyasiga oid tadqiqotlar S.Albeverio, G.F.Dell’Antonio, S.N.Laqayev, Z.E.Mo‘minov, T.H.Rasulov, Yu.X.Eshqobilov va boshqa ko‘plab olimlar tomonidan olib borilgan. Hozirgi kunda panjaradagi uch zarrachali sistemaga mos model operator xos qiymatlari sonini tadqiq qilish masalasi diskret Shryodinger operatori tipidagi model operatorlar spektral nazariyasining chuqur o‘rganilayotgan obyektlaridan biri hisoblanadi. Bunday turdagi operatorlar spektral tahlilidagi asosiy masalalardan biri uning muhim spektridan tashqarida yotuvchi kamida bitta yoki cheksiz sondagi xos qiymatlar mavjudligini o‘rganish masalasidir. Cheksiz sondagi xos qiymatlarning mavjudligi dastlab uchta zarrachalar 4 sistemasi uchun V.N.Yefimov tomonidan o‘rganilgan hamda keyinchalik Yefimov hodisasi deb atalgan. Ushbu hodisa mavjudligining qat’iy matematik isboti dastlab D.R.Yafayev tomonidan keltirilgan. Keyinchalik Yu.N.Ovchinnikov, I.M.Sigal, H.Tamura, A.V.Sobolev va boshqa olimlar tomonidan uch zarrachali uzluksiz Shryodinger operatori uchun Yefimov hodisasining mavjudligi o‘rganilgan. Qattiq jismlar fizikasi, shuningdek, panjaraviy maydon nazariyasida Rd Yevklid fazosidagi uch zarrachali Shryodinger operatorining panjaraviy analogi bo‘lgan diskret Shryodinger operatori deb ataluvchi operatorlar paydo bo‘ladi. Dastlab S.N.Laqayev tomonidan uch o‘lchamli panjaradagi o‘zaro juft-jufti bilan kontakt ta’sirlashuvchi uchta ixtiyoriy va uchta bir xil zarrachali sistemalar uchun Yefimov hodisasining mavjudligi matematik nuqtai nazardan qat’iy isbotlangan. M.E.Mo‘minovning ishida panjaradagi uchta ixtiyoriy zarrachalar sistemasiga mos gamiltonian muhim spektrining bo‘shlig‘ida cheksiz sondagi xos qiymatlar mavjudligi isbotlangan. Yu.X.Eshqobilovning ishida Xabbard modelida vujudga keluvchi, uch zarrachali model diskret Shryodinger operatori uchun cheksiz sondagi xos qiymatlar mavjudligi o‘rganilgan. Bunda o‘z-o‘ziga qo‘shma chegaralangan operatorlar uchun minimaks prinsipi usullari va musbat integral operatorlar xossalaridan foydalanilgan. Ushbu dissertatsiya ishi panjaradagi uchta zarrachalar sistemasiga mos model operatorlar uchun oldin o‘rganilmagan muhim spektrdan tashqarida yoki ichida joylashgan xos qiymatlarning mavjudligini o‘rganishga bag‘ishlangan. Dissertatsiya tadqiqotining dissertatsiya bajarilgan oliy ta’lim muassasining ilmiy-tadqiqot ishlari rejalari bilan bog‘liqligi. Dissertatsiya tadqiqoti Buxoro davlat universiteti ilmiy-tadqiqot ishlari rejasining 2017-2026 yillarga mo‘ljallangan M.01.2017-raqamli “Chiziqli operatorlarning spektral nazariyasi” ilmiy-tadqiqot yo‘nalishi doirasida bajarilgan. Tadqiqotning maqsadi Fridrixs modeli sonli tasviri va spektri ustma-ust tushish 5 shartlarini ko‘rsatish, panjaradagi uch zarrachali sistemaga mos model operator muhim spektrining tuzilishini aniqlash va uning xos qiymatlari mavjud bo‘ladigan shartlarni topishdan iborat. Tadqiqotning vazifalari: panjaradagi ikki zarrachali sistemaga mos Fridrixs modelining xos qiymatlari soni va joylashuv o‘rnini, bo‘sag‘aviy xos qiymat va virtual sathlar mavjud bo‘lish shartlarini aniqlash; Fridrixs modelining sonli tasviri tuzilishini ko‘rsatish, sonli tasvir yopiq to‘plam bo‘ladigan hamda spektr bilan ustma-ust tushish shartlarini topish; panjaradagi uchta zarrachalar sistemasiga mos model operator muhim spektrining ikki va uch zarrachali tarmoqlari joylashuv o‘rnini kanal operator spektri yordamida aniqlash; ikki o‘lchamli qo‘zg‘alishga ega Fridrixs modellari tenzor yig‘indisi ko‘rinishidagi model operator muhim spektri tarmoqlarining tuzilishi tavsiflash va xos qiymatlarining mavjudligini ko‘rsatish. Tadqiqotning obyekti sifatida panjaradagi ikki va uch zarrachali sistemalarga mos model operatorlar olingan. Tadqiqotning predmetini panjaradagi ikki va uch zarrachali sistemalarga mos model operatorlarning spektral xossalari tashkil etgan. Tadqiqotning usullari. Dissertatsiya ishida matematik analiz, funksional analiz, o‘z-o‘ziga qo‘shma operatorlarning spektral nazariyasi va zamonaviy matematik fizika usullaridan foydalanilgan. Tadqiqotning ilmiy yangiligi quyidagilardan iborat: panjaradagi ikki zarrachali sistemaga mos Fridrixs modeli uchun odatdagi xos qiymat, bo‘sag‘aviy xos qiymat va virtual sathlarning parametr funksiyalar hamda ta’sirlashish parametrlariga nisbatan mavjudlik shartlari topilgan; panjaradagi ikki zarrachali sistemaga mos Fridrixs modeli sonli tasvirining tuzilishi aniqlangan, hamda uning spektri va sonli tasviri ustma-ust tushadigan shartlar 6 bo‘sag‘aviy hodisalar nazariyasi metodlaridan foydalanib topilgan; panjaradagi uchta zarrachalar sistemasiga mos model operator muhim spektrining joylashuv o‘rni hamda ikki va uch zarrachali tarmoqlari kanal operator spektri yordamida aniqlangan, muhim spektrni tashkil qiluvchi kesmalarning maksimal soni topilgan; ikki o‘lchamli qo‘zg‘alishga ega Fridrixs modellari tenzor yig‘indisi ko‘rinishdagi model operator muhim spektri tarmoqlarining tuzilishi tavsiflangan va uning muhim spektridan tashqarida yoki ichida joylashgan xos qiymatlar mavjudligi Fridrixs modeli xos qiymatlari yordamida isbotlangan. Tadqiqotning amaliy natijalari quyidagilardan iborat: panjaradagi ikki va uch zarrachali sistemalarga mos model operatorning spektral xossalari haqidagi xulosalar atom fizikasida, kvant mexanikasida eksperimental tadqiqotlarning sifat ko‘rsatkichini aniqlash hamda sonli hisoblashlarda foydalanilgan. Tadqiqot natijalarining ishonchliligi matematik analiz, funksional analiz, zamonaviy matematik fizika va o‘z-o‘ziga qo‘shma operatorlarning spektral nazariyasi metodlaridan foydalangan holda aniq matematik tahlillar va isbotlashlar bilan izohlangan. Tadqiqotning ilmiy va amaliy ahamiyati. Tadqiqotda olingan natijalarning ilmiy ahamiyati ulardan o‘z-o‘ziga qo‘shma operatorlar nazariyasining kvant maydonlar nazariyasi va qattiq jismlar fizikasi paydo bo‘ladigan, xususan, ikki va uch zarrachali sistemalarga mos model operatorlar bilan bog‘liq masalalarda foydalanish mumkinligi bilan izohlanadi. Dissertatsiya natijalarining amaliy ahamiyati shundan iboratki, Fridrixs modellarining xos qiymatlari soni va joylashuv o‘rni yordamida qattiq jismlar fizikasi va kvant mexanikasining panjaradagi uch zarrachali sistemalarga mos model operatorlarning xos qiymatlari mavjudligini ko‘rsatish mumkinligi bilan izohlanadi. Tadqiqot natijalarining joriy qilinishi. Panjaradagi ikki va uch zarrachali sistemalarga mos model operatorlar uchun olingan ilmiy natijalar asosida: 7 panjaradagi ikki zarrachali sistemaga mos Fridrixs modeli uchun xos qiymat, bo‘sag‘aviy xos qiymat va virtual sathlarning mavjudlik shartlari hamda Fridrixs modeli sonli tasvirining tuzilishi, uning spektri va sonli tasviri ustma-ust tushish shartlarini topishda qo‘llanilgan metodlardan Samarqand davlat universitetining 20172020 yillarda bajarilgan OT-F4-69 “Garmonik analiz, darajali geometriya va uning matematik fizika masalalariga tadbiqlari” mavzusidagi fundamental loyihada foydalanilgan (Samarqand davlat universitetining 2023-yil 5-sentabrdagi 10-4386-son ma’lumotnomasi). Ilmiy natijalarning qo‘llanilishi ayrim qavariq bo‘lmagan gipersirtlarda aniqlangan o‘lchovlarning Furye transformatsiyasi uchun integrallanuvchanlik muammosini hal qilish imkonini bergan. Ikki o‘lchamli qo‘zg‘alishga ega Fridrixs modeli spektri yordamida panjaradagi uchta zarrachalar sistemasiga mos model operator muhim spektrining joylashuv o‘rni va tuzilishi aniqlashda qo‘llanilgan metodlardan Rossiya Federatsiyasi Qozon Federal Universitetining RFFI 20-01-00535 raqamli fundamental loyihasida foydalanilgan (Qozon Federal Universitetining 2023-yil 22-sentabrdagi ma’lumotnomasi). Panjaradagi uchta zarrachalar sistemasiga mos model operator muhim va diskret spektrlari xossalaridan foydalanib chiziqli bo‘lmagan sistemani barqarorlashtirish masalasining yechimini tavsiflash imkonini bergan. Tadqiqot natijalarining aprobatsiyasi. Dissertatsiyaning asosiy natijalari 9 ta xalqaro va 3 ta Respublika ilmiy-amaliy anjumanlarida, jami 12 ta ilmiy-amaliy anjumanlarda muhokamadan o‘tgan. Tadqiqot natijalarining e’lon qilinganligi. Dissertatsiya mavzusi bo‘yicha jami 18 ta ilmiy ish chop etilgan, shulardan O‘zbekiston Respublikasi Oliy Attestatsiya komissiyasining dissertatsiyalar asosiy ilmiy natijalarini chop etish tavsiya etilgan ilmiy nashrlarda 6 ta, jumladan, 3 tasi xorijiy va 3 tasi Respublika jurnallarida nashr etilgan. Dissertatsiyaning hajmi va tuzilishi. Dissertatsiya kirish qismi, uchta bob, xulosa va foydalanilgan adabiyotlar ro‘yxatidan iborat bo‘lib, 88 betni tashkil etgan. 8 I bob Dastlabki ma’lumotlar Mazkur bobda doktorlik dissertatsiya ishining asosiy natijalarini bayon qilishda va isbotlashda foydalanilgan muhim tushunchalar, tasdiqlar va teoremalar keltirilgan [7-11]. Bundan tashqari, panjaradagi ikki va uch zarrachali sistemalarga mos model operatorlarning spektral xossalariga bag‘ishlangan ayrim maqolalarning qiyosiy tahlili keltirilgan. Dissertatsiya ishida C , R , Z va N to‘plamlar orqali mos ravishda barcha kompleks, haqiqiy, butun va natural sonlar to‘plamini belgilangan. 1.1 Chegaralangan o‘z-o‘ziga qo‘shma operatorlar spektral nazariyasi elementlari Faraz qilaylik, T1 = ( , ] bo‘lsin. T1 da qo‘shish va songa ko‘paytirish amallarini haqiqiy sonlarni 2 modul bo‘yicha qo‘shish va songa ko‘paytirish sifatida kiritamiz, masalan 3 7 = = (mod2 ); 4 4 4 8 5 = 2 2 2 = (mod2 ). 5 5 Ushbu to‘plamga bir o‘lchamli tor deyiladi. Td bilan d o‘lchamli torni, ya’ni Td = T1 T1 T1 d marta ni belgilaymiz. Operatorlar nazariyasida spektr tushunchasi eng muhim tushunchalardan biridir. Chiziqli operator spektrini o‘rganish matematik fizika uchun muhimdir. Faraz qilaylik, X cheksiz o‘lchamli Hilbert fazo va A : X X chiziqli operator bo‘lsin. Agar biror son uchun Ax = x tenglama nolmas ( x 0 ) yechimga ega bo‘lsa, u holda soni A operatorning xos qiymati deyiladi, unga mos keluvchi nolmas x yechimga esa xos vektor deyiladi. A 9 operatorning barcha xos qiymatlari to‘plamiga uning nuqtali spektri deyiladi va p ( A) kabi belgilanadi. Agar soni A operator uchun xos qiymat bo‘lsa, u holda A I operatorga teskari operator mavjud bo‘lmaydi, bu yerda I orqali X fazodagi birlik operator belgilangan. Agar soni A operator uchun xos qiymat bo‘lmasa va Im( A I ) X , ya’ni A I operatorning qiymatlar sohasi X ning hamma yerida zich bo‘lmasa, bunday lar to‘plami A operatorning qoldiq spektri deyiladi va qol ( A) bilan belgilanadi. Agar soni uchun A I operatorga teskari operator mavjud bo‘lib, u X fazoning hamma yerida aniqlangan bo‘lsa, soni A operatorning regulyar nuqtasi deyiladi, R ( A) = ( A I )1 operator esa A operatorning nuqtadagi rezolventasi deyiladi. Barcha regulyar nuqtalar to‘plami ( A) orqali belgilanadi. A operatorning regulyar bo‘lmagan barcha nuqtalari to‘plami A operatorning spektri deyiladi va ( A) orqali belgilanadi [7]. Chiziqli chegaralangan A : X X operatorning spektri yopiq to‘plam bo‘lib, u markazi koordinatalar boshida va radiusi P A P ga teng yopiq doirada saqlanadi. Agar A : X X chiziqli chegaralangan va o‘z-o‘ziga qo‘shma operator bo‘lsa, u holda quyidagi tasdiqlar o‘rinli: A) qol ( A) bo‘sh to‘plam; B) ( A) to‘plam R ning qism to‘plami, ya’ni ( A) R ; C ) A operatorning har xil xos qiymatlariga mos keluvchi xos vektorlari o‘zaro ortogonaldir. Endi o‘z-o‘ziga qo‘shma operatorlar uchun muhim spektr ta’rifini keltiramiz: Agar biror ( A) son uchun nolga kuchsiz yaqinlashuvchi { f n } X birlik 10 vektorlar ketma-ketligi mavjud bo‘lib, lim P( A I ) f n P= 0 n bo‘lsa, u holda soni A = A* operatorning muhim spektriga qarashli deyiladi. A operatorning muhim spektri ess ( A) bilan belgilanadi. Operatorning nuqtali va qoldiq spektrlari o‘zaro kesishmaydi. Nuqtali va muhim spektrlar o‘zaro kesishishi mumkin. Faraz qilaylik, A operator H Hilbert fazosidagi chegaralangan, o‘z-o‘ziga qo‘shma operator, esa R dagi biror Borel to‘plami bo‘lsin. P ( A) operatorga A operatorning spektral proyektori deyiladi. Ta’rifiga ko‘ra P proyeksiyalovchi operator bo‘ladi. {( P | istlgan Borel to‘plami )} Proyektorlar oilasining xossasini bayon qilamiz. 1.1-tasdiq. Chegaralangan, o‘z-o‘ziga qo‘shma A operatorning P spektral proyektorlar oilasi quyidagi xossalarga ega: A) P -ortogonal proyektor; B) P = 0 , biror a > 0 uchun P( a;a ) = I ; C ) agar = n bo‘lib, barcha n m lar uchun n m = bo‘lsa, u n =1 holda N P = s lim P ; n N n =1 D) P P = P . 1 2 1 2 1.2-tasdiq. ( A) munosabat o‘rinli bo‘lishi uchun istalgan > 0 soni uchun P( ; ) ( A) 0 bo‘lishi zarur va yetarlidir. Bu tasdiq spektrning quyidagi ikkita turini farqlash imkonini beradi: 11 soni A operatorning muhim spektriga tegishli bo‘lishi uchun barcha > 0 larda P( ; ) ( A) proyektor cheksiz o‘lchamli bo‘lishi zarur va yetarlidir. Agar ( A), biror > 0 soni uchun P( ; ) ( A) chekli o‘lchamli operator bo‘lsa, u holda soni A operatorning diskret spektriga tegishli deyiladi. Shunday qilib, ( A) spektrning yana bir bo‘linishini hosil qildik. Birinchi bo‘linishdan farqli o‘laroq, bunda ikki o‘zaro kesishmaydigan qism to‘plamlar hosil bo‘ladi. Ta’kidlash joizki, disc ( A) hamisha ham yopiq to‘plam bo‘lavermaydi, biroq ess ( A) hamisha yopiq to‘plam bo‘ladi. Quyidagi uchta teoremalarda ess ( A) va disc ( A) to‘plamlarning boshqa tavsifi keltirilgan: 1.1-teorema. disc ( A) munosabat o‘rinli bo‘lishi uchun quyidagi shartlar bir vaqtda bajarilishi zarur va yetarlidir: A) soni ( A) to‘plamning yakkalangan nuqtasi, ya’ni biror > 0 soni uchun ( ; ) ( A) = {} ; B) soni chekli karrali xos qiymat, ya’ni { : A = } chekli o‘lchamli qism fazo. 1.2-teorema. ess ( A) munosabat o‘rinli bo‘lishi uchun quyidagi shartlardan kamida bittasi bajarilishi zarur va yetarlidir: A) cont ( A); B) soni p ( A) to‘plamning limitik nuqtasi; C ) soni cheksiz karrali xos qiymat. 1.3-teorema ( Veyl mezoni ). Faraz qilaylik, A chegaralangan o‘z-o‘ziga qo‘shma operator bo‘lsin. U holda ess ( A) munosabat o‘rinli bo‘lishi uchun shunday { n }n=1 ketma-ketlik topilib, || n ||= 1 va lim P( A I ) n P= 0 n 12 shart bajarilishi zarur va yetarlidir. Bundan tashqari, ess ( A) munosabat o‘rinli bo‘lishi uchun { n } ketma-ketlik ortogonal bo‘lishi zarur va yetarlidir. 1.4-teorema ( Muhim spektr haqidagi Veyl teoremasi ). Faraz qilaylik, H Hilbert A: H H fazosi, o‘z-o‘ziga qo‘shma operator, B:H H esa chegaralangan operator bo‘lib, z ( A) ( B) soni uchun ( A zI )1 ( B zI )1 A) biror ( barcha ) kompakt operator va yo B) ( A) R va ( B) yoki B1 ) ( B) to‘plamning nuqtalari ham yuqori ham quyi yarim tekisliklarda yotsin. U holda ess ( A) = ess ( B) tenglik o‘rinli bo‘ladi. Endi qo‘zg‘alishlar nazaryasining umumiy natijalaridan birini bayon qilamiz. 1.5-teorema ( Veylning klassik teoremasi ). Agar H Hilbert fazosi A : H H o‘z-o‘ziga qo‘shma operator, C : H H esa kompakt operator bo‘lsa, u holda ess ( A) = ess ( A C ) tenglik o‘rinlidir. Muhim spektrning joylashuv o‘rnini aniqlashda tadbiq qilinadigan teoremalardan birini keltiramiz. 1.6-teorema ( Fredgolmning analitik teoremasi ). Faraz qilaylik, H Hilbert fazosi D to‘plam C ning ochiq bog‘lamli qism to‘plami bo‘lsin. f : D L(H ) analitik operator qiymatli funksiya bo‘lib, har bir z D uchun f ( z ) kompakt operator bo‘lsin. U holda A) biror bir z D soni uchun ( I f ( z ))1 mavjud emas; yoki B) barcha z D lar uchun ( I f ( z ))1 mavjud, bu yerda S to‘plam D 13 dagi diskret to‘plam ( ya’ni D da limitik nuqtalarga ega bo‘lmagan to‘plam ) . Mazkur holda ( I f ( z ))1 funksiya D to‘plamda meromorf, D to‘plamda analitik, uning qutb nuqtalaridagi qoldiqlari chekli rangga ega operator bo‘ladi va agar z S bo‘lsa, u holda f ( z ) = tenglama H Hilbert fazosida nolmas yechimga ega bo‘ladi. Bu teorema to‘rtta muhim natijaga ega. 1.7-teorema ( Fredgolm alternativasi ). Agar A operator H Hilbert fazosidagi kompakt operator bo‘lsa, u holda ( I A)1 operator mavjud, yoki A = operatorli tenglama yechimga ega. 1.8-teorema ( Riss-Shauder teoremasi ). Agar A operator H Hilbert fazosidagi kompakt operator bo‘lsa, u holda ( A) diskret to‘plam bo‘lib, faqat = 0 nuqtagina uning limitik nuqtasi bo‘lishi mumkin. Bundan tashqari, ixtiyoriy nol bo‘lmagan ( A) nuqta chekli karrali xos qiymat bo‘ladi ( ya’ni xos vektorlar qism fazosi chekli o‘lchamli ) . 1.9-teorema ( Gilbert-Shmidt teoremasi ). Faraz qilaylik, A operator H Hilbert fazosidagi o‘z-o‘ziga qo‘shma kompakt operator bo‘lsin. U holda H fazoda {n } to‘la ortonormal bazis mavjud bo‘lib, An = nn va n da n 0 bo‘ladi. 1.10-teorema ( Kompakt operatorning kanonik shakli ). Faraz qilaylik, A operator H Hilbert fazodagi kompakt operator bo‘lsin. U holda to‘la bo‘lishi shart bo‘lmagan { n }nN=1 va {n }nN=1 ortonormal to‘plamlar hamda {n }nN=1 musbat haqiqiy sonlar chekli to‘plami topilib, N A = n ( n , )n n =1 tasvir o‘rinli bo‘ladi. Oxirgi yig‘indi chekli ham cheksiz ham bo‘lishi mumkin. {n } sonlariga A 14 operatorning singulyar sonlari deyiladi. H1 va H 2 fazolar cheksiz o‘lchamli Hilbert fazolari va H := H1 H 2 ularning tenzor ko‘paytmasi bo‘lsin [7, 9]. Mos ravishda H1 va H 2 fazolarda ta’sir qiluvchi chiziqli, chegaralangan va o‘z-o‘ziga qo‘shma A va B operatorlarni qaraymiz. A B orqali A va B operatorlarning tenzor ko‘paymasini [7] belgilaymiz. Bu holda A B operator ham H fazoda ta’sir qiluvchi chiziqli, chegaralangan va o‘z-o‘ziga qo‘shma operator bo‘ladi. T = A E1 E2 B kabi belgilash olamiz, bu yerda E1 va E 2 orqali mos ravishda H1 va H 2 fazolardagi birlik operatorlar belgilangan. T operatorga A va B operatorlarning tenzor yig‘indisi deyiladi va A B kabi belgilanadi. Xuddi A B operator kabi A B operator ham H fazoda ta’sir qiluvchi chiziqli, chegaralangan va o‘z-o‘ziga qo‘shma operator bo‘ladi. A B va A B operatorlarning spektrlari uchun quyidagi tengliklar o‘rinlidir: ( A B) = ( A) ( B) = { : , ( A), ( B)}; ( A B) = ( A) ( B) = { : , ( A), ( B)}. Ma’lumki, agar p ( A) va p ( B) bo‘lsa, u holda = p ( A B) va = p ( A B) tengliklar o‘rinli bo‘ladi. Istalgan fiksirlangan p ( A), p ( B), p ( A B) va p ( A B) xos qiymatlar uchun M , N , L , qism fazolar orqali mos ravishda , , , xos qiymatlarga mos xos qism fazolarni belgilaymiz. U holda M N L , M N munosabatlar o‘rinli bo‘ladi, bu yerda = va = . A va B chiziqli, chegaralangan va o‘z-o‘ziga qo‘shma operatorlar uchun 15 1, 2 p ( A), 1 2 va p ( B) ekanligidan M N H va 1 M N H munosabatlar kelib chiqadi. Xuddi shuningdek, p ( A) va 2 1, 2 p ( B), 1 2 ekanligidan M N H 1 va M N H 2 munosabatlar kelib chiqadi. Endi [12] maqoladan mavzuga oid ayrim ma’lumotlarni isbotsiz keltiramiz. H1 va H 2 fazolar cheksiz o‘lchamli separabel Hilbert fazolari, A va B operatorlar esa mos ravishda H1 va H 2 fazolarda ta’sir qiluvchi chiziqli, o‘z-o‘ziga qo‘shma kompakt operatorlar bo‘lsin. U holda T1 = A E1 va T2 = E2 B operatorlarning spektrlari uchun (T1 ) = ( A) va (T2 ) = ( B) tengliklar o‘rinlidir. H1 va H 2 fazolarning cheksiz o‘lchamli ekanligidan hamda A va B operatorlarning kompakt ekanligidan 0 ( A) va 0 ( B) munosabatlar kelib chiqadi. Bundan esa o‘z navbatida ( A) ( B) ( A B) munosabatga ega bo‘lamiz. Har bir fiksirlangan ( A B) soni uchun := {( , ) : = , ( A), ( B)} to‘plamni aniqlaymiz. Quyidagi DAB := { : = ( A) ( B), p ( A), p ( B)} to‘plamni qaraymiz. Agar DA B bo‘lsa, u holda chekli to‘plam bo‘ladi. 1.2 Chiziqli operatorning sonli tasviri va uning asosiy xossalari Hilbert fazosida ta’sir qiluvchi chiziqli operatorlarning spektrini tadqiq qilishda muhim bo‘lgan sonli tasvir tushunchasiga va uning asosiy xossalarini bayon qilamiz. Faraz qilaylik, H kompleks Hilbert fazosi, A : H H chiziqli operator bo‘lib, D( A) H uning aniqlanish sohasi bo‘lsin. 1.1-ta’rif. Quyidagi W ( A) := {( Ax, x) : x D( A), || x ||= 1} 16 tenglik yordamida aniqlangan to‘plamga A chiziqli operatorning sonli tasviri deyiladi, bunda (, ) orqali H kompleks Hilbert fazosidagi skalyar ko‘paytma belgilangan. Umumiy holda, hatto A operator yopiq bo‘lgan holda ham W ( A) to‘plam ochiq ham, yopiq ham bo‘lmaydi. Ta’rifdan ko‘rinib turibdiki, W ( A) to‘plam kompleks tekislikning qism to‘plami bo‘ladi va W ( A) to‘plamning geometrik xossalari A operator haqida ayrim ma’lumotlarni olish imkonini beradi [13]. Sonli tasvir tushunchasi birinchi marotaba matritsalar uchun Tyoplitz tomonidan kiritilgan va o‘rganilgan [14]. Tyoplitz matritsaning sonli tasviri uning barcha xos qiymatlarini o‘zida saqlashi va sonli tasvir chegarasi qavariq chiziq bo‘lishini isbotlagan. Xausdorfning [15] ishida esa W ( A) to‘plamning qavariq to‘plam bo‘lishi isbotlangan. Keyinchalik bu xossalar nafaqat matritsalar uchun balki istalgan chiziqli chegaralangan operatorlar uchun o‘rinli bo‘lib, bunday operatorlarning spektri W ( A) to‘plamning yopig‘ida yotishi isbotlangan [16]. Qulaylik uchun A : H H chiziqli operator sonli tasvirining ayrim xossalarini sanab o‘tamiz [13]. 1.1-xossa. Agar A chiziqli chegaralangan operator bo‘lsa, u holda W ( A) { C :| ||| A ||} munosabat o‘rinli bo‘ladi, ya’ni A chiziqli chegaralangan operatorning sonli tasviri markazi 0 nuqtada, radiusi || A || ga teng yopiq doirada yotadi. 1.2-xossa. A* va A operatorlarning sonli tasvirlari W ( A* ) = { : W ( A)} tenglik yordamida bog‘langan. 1.3-xossa. H Hilbert fazosidagi I birlik operator sonli tasviri uchun W ( I ) = {1} tenglik o‘rinlidir. Agar va ixtiyoriy kompleks sonlar bo‘lsa, u holda W ( A ) = W ( A) 17 tenglik o‘rinli bo‘ladi. 1.4-xossa. A o‘z-o‘ziga qo‘shma operator sonli tasviri haqiqiy sonlar to‘plamining qism to‘plami bo‘ladi, ya’ni W ( A) R. 1.5-xossa. Agar H chekli o‘lchamli bo‘lsa, u holda A chiziqli operatorning W ( A) sonli tasviri kompakt to‘plam bo‘ladi. 1.6-xossa. Ikkita A, B : H H unitar ekvivalent operatorlar uchun ularning sonli tasvirlari ustma-ust tushadi, ya’ni W ( A) = W ( B). 1.7-xossa. A L(H ) operator uchun spektral munosabatlar deb ataluvchi quyidagi p ( A) W ( A), ( A) W ( A) munosabatlar o‘rinlidir. Boshqacha qilib aytganda, A operatorning nuqtali spektri uning sonli tasvirida, spektri esa sonli tasvirning yopig‘ida yotadi. 1.7-xossaga ko‘ra A chiziqli operatorning barcha xos qiymatlari uning sonli tasviri bo‘lgan W ( A) to‘plamda yotadi. Tabiiy savol paydo bo‘ladi: A chiziqli operator spektrining qolgan qismi haqida nima deyish mumkin. Yaxshi ma’lumki, chiziqli chegaralangan operator spektri yopiq bo‘ladi. 1.5-xossaga ko‘ra, agar H chekli o‘lchamli fazo bo‘lsa, u holda W ( A) sonli tasvir yopiq to‘plam bo‘ladi. Agar H cheksiz o‘lchamli bo‘lsa, u holda W ( A) sonli tasvir umuman olganda yopiq to‘plam bo‘lmasligi ham mumkin. Ta’kidlash joizki, hatto H Hilbert fazosidagi o‘z-o‘ziga qo‘shma B operator uchun ( B) W ( B) yoki W ( B) ( B) munosabatlar o‘rinli bo‘lishi haqidagi tasdiqni aytib bo‘lmaydi. Bunga quyidagi misol orqali ishonch hosil qilish mumkin. Faraz qilaylik, B operator 1 B : l2 l2 , Bx = ( x1 , x2 , 2 1 , xn , ), x = ( x1, x2 , n kabi aniqlangan bo‘lsin. U holda oson tekshirish mumkinki, 18 , xn , ) l2 1 2 1 n 1 2 1 n ( B) = {1, , , , } = {0,1, , , , }, W ( B) = (0,1]. 0 W ( B) tasdiqning bajarilishiga izoh beramiz. Teskarisini faraz qilamiz, ya’ni 0 W ( B) bo‘lsin. U holda shunday x = ( x1 , x2 , , xn , ) l2 element topilib, P x P= 1 va ( Bx, x) = 0 tengliklar o‘rinli bo‘ladi. Ushbu 1 ( Bx, x) = | xn |2 = 0 k =1 n tengliklar bajariladi. Bundan esa x 0 ekanligi kelib chiqadi. Bu munosabat P x P= 1 tenglikga ziddir. Demak 0 W ( B) ekan. Shunday qilib, mazkur holda ( B) W ( B), W ( B) ( B) bo‘ladi. Faraz qilaylik, A chiziqli operator H Hilbert fazosidagi yopiq to‘plam va r ( A) := { C : C > 0, P ( A ) P C P P, D( A)} bo‘lsin. U holda A chiziqli operator uchun uning app ( A) approksimativ nuqtali spektrini app ( A) := C \ r ( A) tenglik yordamida aniqlaymiz. Bunda “approksimativ nuqtali spektr” termini tanlanganligiga sabab shundaki, agar app ( A) bo‘lsa, u holda shunday {xn }1 D( A), P xn P= 1, ketma-ketlik topilib, ( A ) xn 0 munosabat o‘rinli bo‘ladi. Shunday qilib, app ( A) := { C : {xn}1 D( A), P xn P=1, ( A ) xn 0, n }. Eslatib o‘tamizki, r ( A) := ( A) \ app ( A) to‘plam A chiziqli operator qoldiq spektrining qism to‘plami bo‘ladi. 19 Quyidagi xossa app ( A) va W ( A) to‘plamlar orasidagi bog‘lanishni ifodalaydi. 1.8-xossa. Ushbu app ( A) W ( A) tenglik o‘rinli bo‘ladi. 1.9-xossa. Faraz qilaylik, H Hilbert fazosi va A : H H ixtiyoriy chiziqli chegaralangan o‘z-o‘ziga qo‘shma operator berilgan bo‘lib, mA := inf ( Ax, x), M A := sup ( Ax, x) PxP=1 PxP=1 bo‘lsin. Agar ess ( A) (mA , M A ) bo‘lsa, u holda A operatorning sonli tasviri uchun W ( A) = [mA , M A ] tenglik o‘rinlidir. Endi kvant mexanikasi, statistik mexanika va gidrodinamika kabi sohalarda uchraydigan umumlashgan Fridrixs modellari oilasining sonli tasviri bilan bog‘liq ma’lumotlarni keltiramiz. H orqali H0 := C va H1 := L2 (T3 ) belgilaymiz, ya’ni H := H0 H1. Odatda H fazolarning to‘g‘ri yig‘indisini Hilbert fazosiga Fok fazosining qirqilgan ikki zarrachali qism fazosi deyiladi. [17] maqolada H Hilbert fazosida ta’sir qiluvchi va A (k ), k T3 umumlashgan Fridrixs modellari oilasi deb ataluvchi A01 A (k ) A (k ) := 00 * A11 (k ) A01 operatorli matritsa qaralgan. Uning Aii (k ) : Hi Hi , i = 0,1, k T3 va Aij : H j Hi , i, j = 0,1, i j elementlari A00 (k ) f0 = u(k ) f0 , A01 f1 = 3v(t ) f1 (t )dt , T (A11 (k ) f1 )( p) = w(k , p) f1 ( p) tengliklar yordamida aniqlanadi. Bu yerda fi Hi , i = 0,1, u (), v() va w(, ) 20 funksiyalar mos ravishda T3 va (T3 ) 2 to‘plamlarda aniqlangan haqiqiy qiymatli uzluksiz funksiyalar. Quyidagicha belgilashlar kiritamiz: wmin (k ) := min w(k , p), wmax (k ) := max w(k , p). pT3 pT3 Har bir fiksirlangan k T3 uchun C \ [ wmin (k ), wmax (k )] sohada regulyar bo‘lgan v 2 (t )dt (k ; z ) := u (k ) z 3 T w( k , t ) z funksiyani qaraymiz. Faraz qilaylik, w(, ) funksiya yagona (k0 , p0 ) (T3 )2 nuqtada aynimagan minimumga va yagona (k1 , p1 ) (T3 )2 nuqtada aynimagan maksimumga ega hamda m := w(k0 , p0 ), M := w(k1 , p1 ) bo‘lsin. [17] maqolada A (k ) umumlashgan Fridrixs modelining W (A (k )) sonli tasviri haqidagi quyidagi natija isbotlangan. 1.11-teorema. Agar max (k ; m) < 0, min (k ; M ) > 0 kT3 kT3 shartlar bajarilsa, u holda istalgan k T3 uchun A (k )) operator e(k ) va E (k ) xos qiymatlarga ega hamda W (A (k )) = [e(k ), E (k )] tenglik o‘rinlidir. [18] maqolada va E.B.Dilmurodovning falsafa doktori (PhD) dissertatsiya [19] ishida d o‘lchamli panjaradagi soni saqlanmaydigan va ikkitadan oshmaydigan zarrachalar sistemasiga mos hamda ikkinchi tartibli operatorli matritsa ko‘rinishidagi A umumlashgan Fridrixs modeli qaralgan. A operator W (A ) sonli tasviri yopig‘ining tuzilishi uning matritsaviy elementlari yordamida Td torning barcha 21 o‘lchamlarida tadqiq qilingan. W (A ) sonli tasvir yopiq to‘plam bo‘ladigan hollar ajratilgan. Bo‘sag‘aviy hodisalar metodidan foydalanib, A umumlashgan Fridrixs modeli spektri va sonli tasviri ustma-ust tushish shartlari topilgan. 1.3. Panjaradagi ikki va uch zarrachali sistemalarga mos model operatorlar uchun olingan ayrim natijalar tahlili Bu bo‘limda turli ko‘rinishda Fridrixs modellari uchun olingan natijalar va ularning panjaradagi uchta zarrachalar sistemasiga mos model operatorlar spektral xossalarini tadqiq qilishdagi ahamiyatiga bag‘ishlangan ilmiy adabiyotlar tahlilini keltiramiz. L2 [ 1,1] Hilbert fazosida 1 H f ( x) = xf ( x) K ( x, y) f ( y)dy 1 tenglik yordamida aniqlangan operator birinchi marta Fridrixs [20] tomonidan uzluksiz spektr qo‘zg‘alishlari nazariyasi modeli sifatida qaralgan. Bunda K (, ) funksiya o‘z o‘zgaruvchilarining uzluksiz funksiyasi bo‘lib, Gyolder shartlarini, shu bilan bir qatorda K ( x, 1) = K ( x,1) = K (1, y) = K (1, y) = 0, x, y [1,1] shartlarni qanoatlantirishi talab qilingan. Fridrixs mazkur holda R parametrning yetarlicha kichik barcha qiymatlarida H va H 0 operatorlarning unitar ekvivalent ekanligini, ya’ni H operator [1,1] to‘plamga teng oddiy Lebeg spektriga ega bo‘lishini isbotlagan. 1948 yilda [21] maqolada Fridrixs o‘z modelini quyidagicha umumlashtirish masalasini taklif qilgan: birinchidan, [1,1] kesmaning o‘rniga haqiqiy sonlar o‘qidagi ixtiyoriy chekli yoki cheksiz bo‘lgan l intervalni qarash, ikkinchidan, f funksiyanining qiymatlari biror abstrakt Hilbert fazodan bo‘lgan holni qarash. l cheksiz interval bo‘lgan holda K (, ) yadroga cheksizlikda kamayish talabini qo‘ygan holda, Fridrixs tomonidan H va H 0 operatorlar bu umumiy holda ham unitar 22 ekvivalent bo‘lishini isbotlagan. Keyinchalik Fridrixsning [20, 21] natijalari O.A.Ladijenskaya, L.D.Faddeyevlarning [22] maqolasida va L.D.Faddeyevning [23] maqolasida rivojlantirildi. K ( x, y ) yadroli integral operator Hilbert fazosida kompakt operator bo‘lsa hamda bu yadro >1/ 2 ko‘rsatkich bilan Gyolder shartini qanoatlantirsa, u holda [22] va [23] maqolalarda Fridrixs modelida qo‘zg‘alishning yetarlicha kichiklik shartini olib tashlash mumkinligi ko‘rsatilgan. Bu holda istalgan R uchun H operator l intervalga teng absolyut uzluksiz spektrga ega bo‘lishi va chekli sondagi chekli karrali xos qiymatlarga ega bo‘lishi isbotlangan. Biroq Gyolder ko‘rsatkichi uchun <1/ 2 bo‘lsa, u holda singulyar uzluksiz spektr paydo bo‘lishi va quyuqlashish nuqtaga ega cheksiz sondagi xos qiymatlarning mavjud bo‘lishi isbotlangan. Faraz qilaylik, C bir o‘lchamli kompleks fazo, L2 (Td ) esa Td da aniqlangan kvadrati bilan integrallanuvchi funksiyalar Hilbert fazosi va := C L2 (Td ) bo‘lsin. Hilbert fazosida H H = 00 * H 01 H 01 H11 ( K ) (1.1) kabi aniqlangan ikkinchi tartibli operatorli matritsani qaraymiz. Uning matritsaviy elementlari quyidagicha aniqlangan: H 00 f0 = a f0 , H 01 f1 = db( y) f ( y)dy; T ( H11 ( K ) f )( x) = u( x) f ( x) d K ( x, y) f ( y)dy. T Bu yerda a R fiksirlangan haqiqiy son; b() va u () funksiyalar Td da aniqlangan haqiqiy qiymatli uzluksiz funksiyalar, K ( x, y) = K ( y, x) esa (Td )2 da aniqlangan haqiqiy qiymatli uzluksiz funksiya. Umumlashgan Fridrixs modeli deb ataluvchi va (1.1) tenglik orqali ta’sir 23 qiluvchi operator akademik S.N.Laqayev tomonidan [24] ishda kiritilgan. u () va K (, ) funksiyalarga qo‘yilgan ba’zi shartlarda xos qiymatlar sonining chekli bo‘lishi, rezonanslari hamda xos qiymatlar bilan rezonanslarning bog‘liqligi o‘rganilgan. I.A.Ikromov va F.Sharipovlarning [25] maqolasida analitik bo‘lmagan holda H operator diskret spektri chekli to‘plam bo‘lishi isbotlangan. [6] maqolada Z3 uch o‘lchamli panjaradagi ikki zarrachali sistemaga mos 1 o‘lchamli qo‘zg‘alishga ega h ( p) , p T3 , > 0 Fridrixs modellari oilasi qaralgan. Agar h (0) operator bo‘sag‘a energiyali rezonansga (virtual sathga) yoki bo‘sag‘aviy xos qiymatga ega bo‘lsa, u holda p parametrning barcha nolmas qiymatlarida h ( p) operator muhim spektrdan chapda yotuvchi yagona xos qiymatga ega bo‘lishi isbotlangan. Bundan tashqari, Fridrixs modellari oilasiga mos Fredgolm determinanti uchun asimptotik formula olingan. Rd Yevklid fazosidagi va Zd panjaradagi uch zarrachali Shryodinger operatorlarining spektral nazariyasida bunday operatorlar chekli yoki cheksiz sondagi xos qiymatlarning mavjudligini o‘rganish masalasi dolzarb hisoblanadi. Rd Yevklid fazosidagi uch zarrachali Shryodinger operatori uchun potensialga qo‘yilgan ma’lum shartlarda muhim spektrdan chapda cheksiz sondagi xos qiymatlar paydo bo‘lish hodisasi dastlab V.N.Yefimov [26] tomonidan aniqlangan. Uning qat’iy matematik isboti birinchi bo‘lib D.R.Yafayev [27] tomonidan berilgan. Keyinchalik esa Yu.Ovchinnikov va I.M.Sigal [28], H.Tamuralar [29], A.V.Sobolev [30] tomonidan isbotlangan. Birinchi bo‘lib [31] maqolada akademik S.N.Laqayev tomonidan sistema to‘la kvaziimpulsining fiksirlangan qiymatida panjaradagi juft-jufti bilan kontakt ta’sirlashuvchi uchta ixtiyoriy zarrachalar sistemasiga mos Shryodinger operatori uchun Yefimov hodisasi isbotlangan. S.N.Laqayevning [32] maqolasida esa panjaradagi juft-jufti bilan kontakt 24 ta’sirlashuvchi uchta bir xil zarrachalar sistemasiga mos Shryodinger operatori alohida bozon energiyasi bo‘lgan () funksiyaga qo‘yilgan umumiy farazlarda o‘rganilgan. K M T3 to‘la kvaziimpulsning faqat aniq qiymatlaridagina Yefimov hodisasi mavjud bo‘lishi mumkinligi ko‘rsatilgan, bu yerda M T 3 dagi koo‘lchami 1 ga teng ko‘pxillik. [33] maqolada panjaradagi juft-jufti bilan kontakt ta’sirlashuvchi uchta bir xil zarrachalar sistemasiga mos H ( K ) operator o‘rganilgan. K M T3 to‘la kvaziimpuls K 0 va z 0 bo‘lganda, H 0 ( K ) operatorning 0 dan chapda joylashgan xos qiymatlar soni N ( K , z ) uchun asimptotika topilgan [34] maqolada Fridrixs modeli dispersiya funksiyasi maxsus ko‘rinishga ega bo‘lgan hol uchun tahlil qilingan. Bunda dispersiya funksiyasi bir nechta nuqtalarda aynimagan minimumga ega bo‘lishi ko‘rsatilgan. () parametr funksiyaning bu nuqtalardagi qiymati 0 ga teng bo‘lishi yoki nolmas qiymatga ega bo‘lishidan bog‘liq ravishda Fridrixs modeli nol energiyali rezonansga yoki z = 0 nuqtada bo‘sag‘aviy xos qiymatga ega bo‘lishi isbotlangan. Mos Fredgolm determinanti uchun asimptotik yoyilma topilgan. Agar Fridrixs modeli nol energiyali rezonansga yoki z = 0 nuqtada bo‘sag‘aviy xos qiymatga ega bo‘lsa, o‘zining muhim spektridan tashqarida yotuvchi xos qiymatlarga ega emasligi isbotlangan. Fridrixs modeli uchun olingan natijalar yordamida panjaradagi uch zarrachali sistemaga mos model operator uchun Yefimov hodisasining mavjudligi isbotlangan hamda xos qiymatlar soni uchun asimptotik formula topilgan. [35] maqolada kompakt qo‘zg‘alishli Fridrixs modelining spektral xossalari o‘rganilgan. Xususan, uning muhim spektri topilgan, muhim spektr absolyut uzluksiz spektr bo‘la olmasligini ko‘rsatuvchi u (, ) parametr funksiyaga misol keltirilgan. Qo‘zg‘alish operatorining musbat operator ekanligi isbotlangan va uning musbat kvadrat ildizi topilgan. Nollari to‘plami qaralayotgan Fridrixs modelining diskret 25 spektri bilan ustma-ust tushuvchi Fredgolm determinanti umumiy holda qurilgan. Fridrixs modeli uchun olingan natijalar panjaradagi uch zarrachali model operator muhim spektrining joylashuv o‘rnini aniqlashda qo‘llanilgan. [3] maqolada qo‘zg‘alish operatori ikki o‘lchamli Fredgolm operatori bo‘lgan Fridrixs modeli tadqiq qilingan. Uning Fredgolm determinanti qurilgan va monoton emasligi isbotlangan. Fridrixs modeli xos qiymatlarining soni, joylashuv o‘rni va mavjudlik shartlari topilgan. Bu natijalar panjaradagi lokal bo‘lmagan potensialga ega uch zarrachali model operator muhim spektrining ikki va uch zarrachali tarmoqlarining joylashuv o‘rni, tuzilishi va uni tashkil qiluvchi kesmalar sonini aniqlash imkonini bergan. [5] maqolada uch o‘lchamli panjaradagi ikkita bir xil zarrachalar sistemasiga mos keluvchi ikkita chiziqli, chegaralangan va o‘z-o‘ziga qo‘shma bo‘lgan bir o‘lchamli qo‘zg‘alishga ega Fridrixs modellari oilasi o‘rganilgan. Muhim spektrdan chapda yotuvchi xos qiymatlarning mavjudlik shartlari topilgan. Fridrixs modellari oilasi uchun bo‘sag‘aviy xos qiymat va nol energiyali rezonansning mavjudlik shartlari tahlil qilingan. Fredgolm determinanti uchun asimptotik yoyilma topilgan. Olingan natijalar panjaradagi uchta bir xil zarrachalar sistemasiga mos model operator xos qiymatlari sonining chekli yoki cheksiz ekanligini ko‘rsatishda hamda xos qiymatlar soni uchun asimptotik formula topishda qo‘llanilgan. [6] maqolada esa [5] maqoladan farqli o‘laroq uch o‘lchamli panjaradagi ikkita har xil zarrachali sistemaga mos Fridrixs modellari oilasi tadqiq qilingan. Bu holda Fridrixs modeli uchun quyidagi natijalar olingan: – Veyl teoremasi yordamida muhim spektri o‘rganilgan; – muhim spektrdan chapda joylashgan xos qiymatlar soni haqida ma’lumot berilgan; – Fredgolm determinanti uchun asimptotik yoyilma olingan; – bo‘sag‘aviy xos qiymat va virtual sathning mavjudlik shartlari topilgan. Olingan natijalar panjaradagi uchta har xil zarrachalar sistemasiga mos model 26 operator xos qiymatlari sonining chekli yoki cheksiz ekanligini ko‘rsatishda hamda xos qiymatlar soni uchun asimptotik formula topishda qo‘llanilgan. [36] ishida panjaradagi uchta ixtiyoriy zarrachalar sistemasiga mos gamiltonian muhim spektrining bo‘shlig‘ida cheksiz sondagi xos qiymatlar mavjudligi isbotlangan. [12] maqolada cheksiz separabel Hilbert fazosida aniqlangan o‘z-o‘ziga qo‘shma kompakt operatorlar tenzor yig‘indisining muhim va diskret spektrlari o‘rganilgan. [37] maqolada uch zarrachali model operator muhim spektrining tuzilishi tadqiq qilingan. Manfiy xos qiymatlarning mavjudligi isbotlangan va manfiy xos qiymatlar soni uchun baholash olingan. [38] maqolada uch zarrachali model Shryodinger operatori uchun cheksiz sondagi xos qiymatlarning mavjudligi masalasi o‘rganilgan. Model operator muhim spektridan chapda yotuvchi cheksiz sondagi xos qiymatlar mavjud bo‘lishining zaruriy va yetarlilik shartlari topilgan. 27 I bob xulosasi Dissertatsiya ishining I bobida operatorlar spektral nazariyasidan yaxshi ma’lum bo‘lgan dastlabki ma‘lumotlar va muhim faktlar, chiziqli operatorning sonli tasviri tushunchasi va uning asosiy xossalari hamda panjaradagi ikki va uch zarrachali sistemalarga mos model operatorlarning spektral xossalari bilan bog‘liq natijalar tahlil qilingan. Ishning 1.1-paragrafida keyingi boblarning asosiy natijalarini bayon qilishda va isbotlashda zarur bo‘ladigan asosiy ta’riflar, tushunchalar, tasdiqlar va teoremalar keltirilgan. Xususan, Hilbert fazosidagi chiziqli, chegaralangan va o‘z-o‘ziga qo‘shma operatorning spektri hamda uning ikki turdagi klassifikatsiyasi yoritilgan. Kompakt qo‘zg‘alishlarda muhim spektrning o‘zgarmasligi haqidagi Veyl teoremasi, Veyl mezoni, Fredgolmning analitik teoremasi kabi klassik natijalar o‘z aksini topgan. Bundan tashqari, operatorlarning tenzor ko‘paytmasi va tenzor yig‘indisi tushunchalari keltirilgan hamda ularning spektrlari haqida qisqacha ma’lumotlar bayon qilingan. Dissertatsiyaning 1.2-paragrafida chiziqli operatorlar uchun sonli tasvir tushunchasi keltirilgan hamda uning asosiy xossalari yoritilgan. Xususan, chiziqli chegaralangan operatorning sonli tasviri markazi koordinata boshida va radiusi operator normasiga teng yopiq doirada yotishi; o‘z-o‘ziga qo‘shma operatorning sonli tasviri haqiqiy sonlar o‘qida yotishi, ikkita unitar ekvivalent operatorlarning sonli tasvirlari teng bo‘lishi, chiziqli operatorning nuqtali spektri uning sonli tasvirida yotishi kabi ajoyib xossalarga ega bo‘lishi qayd qilingan. 1.3-paragrafda panjaradagi ikki va uch zarrachali sistemalarga mos model operatorlarning muhim va diskret spektri bilan hamda ular uchun xos qiymatning mavjudligi bilan bog‘liq ilmiy natijalar tahlili keltirilgan. 28 II bob. Fridrixs modelini muhim va diskret spektrlari tadqiqi Dissertatsiya ishining ikkinchi bobida panjaradagi ikki zarrachali sistemaga mos model operator (Fridrixs modeli) xos qiymatlarining soni va joylashuv o‘rni hamda ularning mavjudlik shartlari; bo‘sag‘aviy xos qiymat yoki virtual sath mavjud bo‘lishining zaruriy va yetarlilik shartlari; sonli tasvirning tuzilishi tadqiq qilingan. 2.1 Fridrixs modeli xos qiymatlarining mavjudlik shartlari Td = ( ; ]d orqali d (d N) o‘lchamli torni, L2 (Td ) orqali Td torda aniqlangan kvadrati bilan integrallanuvchi (umuman olganda kompleks qiymatli) funksiyalarning Hilbert fazosini belgilaymiz. L2 (Td ) Hilbert fazosida h , := h0,0 k1 k2 tenglik yordamida ta’sir qiluvchi operatorni qaraymiz. Bunda , > 0 haqiqiy sonlar ta’sirlashish parametrlari, h0,0 operator u () funksiyaga ko‘paytirish operatori bo‘lib, L2 (Td ) Hilbert fazosida (h0,0 g )( p) = u( p) g ( p) kabi aniqlangan. k , =1,2 potensial operatorlari deb ataladi hamda L2 (Td ) Hilbert fazosida (k ) g ( p) = v ( p) dv (t ) g (t )dt , =1,2 T kabi aniqlangan. Bu yerda u () va v (), =1,2 funksiyalar Td torda aniqlangan haqiqiy qiymatli uzluksiz funksiyalar bo‘lib, v1 () va v2 () funksiyalar chiziqli bog‘lanmagan elementlar. 2.1-lemma. L2 (Td ) Hilbert fazosida aniqlangan h , Fridrixs modeli chiziqli, chegaralangan va o‘z-o‘ziga qo‘shma operator bo‘ladi. Isbot. Dastlab h , Fridrixs modelining chiziqli operator ekanligini ko‘rsatamiz. Buning uchun ixtiyоriy , C kоmpleks sоnlari va ixtiyоriy 29 f , g L2 (Td ) elementlar uchun h , ( f g ) = h , f h , g tenglik bajarilishini kо‘rsatish yetarlidir. Haqiqatan ham, h ( f g ) ( p) = u( p) f ( p) g ( p) v ( p) v (t ) f (t ) g (t ) dt , 1 Td 1 v2 ( p) dv2 (t ) f (t ) g (t ) dt = u( p) f ( p) u( p) g ( p) T v1 ( p) dv1 (t ) f (t )dt v1 ( p) dv1 (t ) g (t )dt T T v2 ( p) dv2 (t ) f (t )dt v2 ( p) dv2 (t ) g (t )dt = h , f ( p) h , g ( p). T T Demak, h , Fridrixs modeli chiziqli оperatоr ekan. Endi h , Fridrixs modelining chegaralangan operator ekanligini isbоtlaymiz. Buning uchun shunday C > 0 sоni tоpilib, ixtiyоriy f L2 (Td ) element uchun || h , f || C || f || tengsizlik bajarilishini kо‘rsatish yetarli. Bu yerda f L2 (Td ) elementning normasi || f || d | f ( p) |2dp T 1/2 tenglik orqali hisoblanadi. h , Fridrixs modelining chegaralangan ekanligini kо‘rsatish uchun || h , f ||2 ifodani qaraymiz va uni quyidagicha bahоlaymiz: || h , f ||2 = d | (h , f )( p) |2 dp = T 2 = d u( p) f ( p) v1 ( p) dv1 (t ) f (t )dt v2 ( p) dv2 (t ) f (t )dt dp T T T 2 3 d | u( p) f ( p) |2 dp 3 d v1 ( p) dv1 (t ) f (t )dt dp T T 30 T 2 3 d v2 ( p) dv2 (t ) f (t )dt dp T T 3 max | u ( p) |2 || v1 ||4 || v2 ||4 d | f (t ) |2 dt = pTd T = 3 max | u ( p) |2 || v1 ||4 || v2 ||4 || f ||2 . pTd Oxirgi tengsizlikni hosil qilishda istalgan a, b, cR sonlari uchun o‘rinli bo‘lgan a b c 3(a 2 b2 c 2 ) 2 elementar tengsizlikdan foydalanildi. Shunday qilib, || h , f || C || f ||, C 3 max | u ( p) |2 || v1 ||4 || v2 ||4 . pTd Demak, h , Fridrixs modeli chegaralangan оperatоr ekan. h , Fridrixs modeli о‘z-о‘ziga qо‘shma оperatоr ekanligini, ya’ni istalgan f , g L2 (Td ) elementlar uchun (h , f , g ) = ( f , h , g ) tenglik o‘rinli bo‘lishini tekshiramiz. Dastlab f , g L2 (Td ) elementlar uchun ularning skalyar ko‘paytmasi ( f , g ) d f ( p) g ( p)dp T tenglik yordamida aniqlanishini ta’kidlab o‘tamiz. (h , f , g ) = d (h , f )( p) g ( p)dp = d u( p) f ( p) v1( p) dv1(t ) f (t )dt T T T v2 ( p) dv2 (t ) f (t )dt g ( p)dp = du( p) f ( p) g ( p)dp T T d v1 ( p) dv1 (t ) f (t )dt g ( p)dp d v2 ( p) dv2 (t ) f (t )dt g ( p)dp = T T T T = d f ( p)u( p) g ( p)dp d f ( p)v1 ( p) dv1(t ) g (t )dtdp T T 31 T d f ( p)v2 ( p) dv2 (t ) g (t )dtdp = d f ( p)h , g ( p)dp = ( f , h , g ). T T T Oxirgi tengliklarni hosil qilishda u () va v (), 1,2 funksiyalarning haqiqiy qiymatli ekanligidan foydalanildi. Shunday qilib, h , Fridrixs modeli о‘z-о‘ziga qо‘shma оperatоr ekan. Lemma to‘liq isbotlandi. h , Fridrixs modelining muhim spektrini topish maqsadida k1 k2 qo‘zg‘alish operatorining 2 o‘lchamli ekanligini ko‘rsatamiz. Dastlab bu operatorning qiymatlar sohasini topamiz. k1 k2 operatorning aniqlanishiga ko‘ra Im( k1 k2 ) = {g L2 (Td ) : g ( p) = v1 ( p)C1 v2 ( p)C2 ; C1, C2 C}. v1 () va v2 () funksiyalar chiziqli bog‘lanmagan funksiyalar bo‘lganligi bois dim(Im( k1 k2 )) = 2 tenglik o‘rinlidir, ya’ni k1 k2 qo‘zg‘alish operatori 2 o‘lchamli operator ekan. Chekli o‘lchamli qo‘zg‘alishlarga muhim spektrning o‘zgarmasligi haqidagi mashhur Veyl teoremasiga ko‘ra [8], h , Fridrixs modelining muhim spektri h0,0 ko‘paytirish operatorining muhim spektri bilan ustma-ust tushadi. Bizga yaxshi ma’lumki, h0,0 ko‘paytirish operatori sof muhim spektrga ega va ess (h0,0 ) = [ E1; E2 ] tenglik o‘rinlidir. Bu yerda E1 va E 2 sonlari E1 = min u ( p), pTd E2 = max u ( p) pTd tengliklar yordamida aniqlanadi. Oxirgi ikkita mulohazalardan h , Fridrixs modelining muhim spektri uchun ess (h , ) = [ E1; E2 ] tenglikni hosil qilamiz. Har bir , > 0 sonlari uchun C \ [ E1; E2 ] sohada regulyar bo‘lgan 32 (2) 2 , ( z) := (1) ( z ) ( z ) I12 ( z ) funksiyani qaraymiz, bunda (1) (), va I (), , = 1,2 funksiyalar (2) () C \ [ E1; E2 ] sohada (1) (2) ( z) :=1 I 22 ( z), ( z ) :=1 I11 ( z ), v (t )v (t ) I ( z ) := d dt , , = 1,2 T u (t ) z kabi aniqlangan. Odatda , () funksiyaga h , Fridrixs modeliga mos Fredgolm determinanti deyiladi hamda bu funksiya h , Fridrixs modelining diskret spektrini tadqiq qilishda muhim ahamiyat kasb etadi. Quyida h , Fridrixs modeli xos qiymatlari va , () Fredgolm determinanti nollari orasidagi bog‘lanishni ifodalovchi lemmani keltiramiz. 2.2-lemma. z C \ [ E1; E2 ] soni h , Fridrixs modelining xos qiymati bo‘lishi uchun , ( z ) = 0 bo‘lishi zarur va yetarlidir. Isbot. Zaruriyligi. Faraz qilaylik, z C \ [ E1; E2 ] soni h , Fridrixs modelining xos qiymati, f L2 (Td ) esa unga mos xos funksiya bo‘lsin. U holda f funksiya h , f ( p) = zf ( p) tenglamani, ya’ni, u( p) f ( p) v1 ( p) dv1 (t ) f (t )dt v2 ( p) dv2 (t ) f (t )dt = zf ( p) T T (2.1) tenglikni qanoatlantiradi. Quyidagicha belgilash kiritamiz: d := dv (t ) f (t )dt , =1,2. T (2.2) (2.1) tenglikdan f ( p ) funksiyani (2.2) belgilashni inobatga olgan holda quyidagi 33 f ( p) = v1 ( p)d1 v2 ( p)d 2 (2.3) u ( p) z ko‘rinishda aniqlaymiz. (2.3) tenglik yordamida aniqlangan f ( p ) funksiyani (2.2) belgilashga qo‘yib d1 = dv1 (t ) v1 (t )d1 v2 (t )d2 d2 = dv2 (t ) T dt; (2.4) dt (2.5) u(t ) z T v1 (t )d1 v2 (t )d2 u(t ) z tengliklarni hosil qilamiz. (2.4) va (2.5) tengliklarni ushbu v12 (t ) v1 (t )v2 (t ) 1 dt d dt d 2 = 0 1 d d T u (t ) z T u (t ) z v1 (t )v2 (t ) v22 (t ) dt d 1 dt Td 1 Td u (t ) z d2 = 0 u (t ) z (2.6) tenglamalar sistemasi ko‘rinishida yozib olamiz. (2.6) tenglamalar sistemasi noldan farqli yechimga ega bo‘lishi uchun uning asosiy determinanti nolga teng bo‘lishi, ya’ni (2) 2 , ( z) = (1) ( z ) ( z ) I12 ( z ) = 0 bo‘lishi lozim. Lemma tasdig‘ining zaruriylik qismi isbotlandi. Yetarliligi. Faraz qilaylik, biror z C \ [ E1; E2 ] soni uchun , ( z ) = 0 tenglik o‘rinli bo‘lsin. U holda (2.3) tenglik yordamida aniqlangan f ( p) funksiya h , f ( p) = zf ( p) tenglamani qanoatlantiradi va f L2 (Td ) munosabat bajariladi. Shu sababli z C \ [ E1; E2 ] soni h , Fridrixs modelining xos qiymati bo‘ladi. Lemma to‘liq isbotlandi. 2.2-lemmadan h , Fridrixs modelining diskret spektri uchun disc (h , ) = {z C \ [ E1; E2 ]: , ( z) = 0} tenglik kelib chiqadi. Ikki o‘lchamli qo‘zg‘alishga ega h , Fridrixs modeli bilan birgalikda 34 chegaralangan va o‘z-o‘ziga qo‘shma bo‘lgan ikkita h(1) , h(2) Fridrixs modellarini qaraymiz. Ular L2 (Td ) Hilbert fazosida h(1) := h0,0 k1, h(2) := h0,0 k2 kabi aniqlangan operatorlardir. Ta’rifga binoan k , 1,2 integral operatorlar bir o‘lchamli bo‘ladi. Bundan tashqari ular musbat operatorlardir. Haqiqatdan ham, istalgan g L2 (Td ) element uchun (k g , g ) d (k g )( p) g ( p)dp d v ( p) d v (t ) g (t )dt g ( p)dp T T T 2 d v (t ) g (t )dt d v (t ) g (t )dt d v (t ) g (t )dt 0 T T T munosabatlar o‘rinlidir. Bu esa k 0, 1, 2 ekanligini bildiradi. (1) (2) (2) Ta’kidlash joizki, (1) Fridrixs modellarga (), () funksiyalar h , h mos keluvchi Fredgolim determinanti deyiladi va sodda mulohazalarga ko‘ra disc (h(1) ) = {z C \ [ E1; E2 ]: (1) ( z) = 0}; (2.7) disc (h(2) ) = {z C \ [ E1; E2 ]: (2) ( z ) = 0}; (2.8) (h(1) ) = [ E1; E2 ] {z C \ [ E1; E2 ]: (1) ( z) = 0}; (2.9) (h(2) ) = [ E1; E2 ] {z C \ [ E1; E2 ]: (2) ( z ) = 0} (2.10) tengliklar o‘rinli bo‘ladi. Faraz qilaylik, a R bo‘lsin. L Hilbert fazosida ta’sir qiluvchi har qanday chegaralangan o‘z-o‘ziga qo‘shma A operator uchun LA ( a ) orqali istalgan f LA (a ) uchun ( Af , f ) a || f ||2 tengsizlikni qanoatlantiruvchi funksiyalar qism fazosini belgilaymiz va N (a, A) := sup dimLA (a ) LA ( a ) kabi belgilash olamiz. Agar a min ess ( A) bo‘lsa, u holda N (a, A) soni cheksizga teng bo‘ladi, agar 35 N (a, A) soni chekli bo‘lsa, u holda bu son A operatorning a dan kichik (karraligi bilan hisoblaganda) xos qiymatlari soniga teng bo‘ladi. supp v() orqali v() funksiya tashuvchisini, mes() orqali Td to‘plamning Lebeg o‘lchovini belgilaymiz. 2.1-teorema. A) h , Fridrixs modeli E1 dan chapda va E 2 dan o‘ngda joylashgan ko‘pi bilan bittadan sodda xos qiymatga ega. B) Agar mes(supp{v1 ()} supp{v2 ()}) 0 (2.11) bo‘lsa, u holda z C \ [ E1; E2 ] soni h , Fridrixs modelining xos qiymati bo‘lishi uchun z C \ [ E1; E2 ] soni h(1) va h(2) Fridrixs modellardan birining xos qiymati bo‘lishi zarur va yetarlidir. Isbot. A) k1 , k 2 operatorlar nomanfiy bo‘lganligi uchun h , h(1) ekanligini oson ko‘rsatish mumkin va shu sababli Lh , (a) L (1) (a), a E1 h munosabat o‘rinli bo‘ladi. Bundan esa N (a, h , ) N (a, h(1) ), a E1 (2.12) ekanligi kelib chiqadi. h(1) Fridrixs modeliga mos (1) () Fredgolm determinanti ( ; E1 ) oraliqda monoton kamayuvchi bo‘lganligi uchun N ( E1, h(1) ) 1 bo‘ladi. Demak, (2.12) tengsizlikga ko‘ra N ( E1 , h , ) 1 . Belgilanishiga ko‘ra, h , Fridrixs modeli E1 dan chapda yotuvchi ko‘pi bilan bitta oddiy xos qiymatga ega bo‘ladi. Xuddi shu kabi N ( E2 , h , ) 1 ekanligini isbotlash mumkin. 2.1-teoremaning A) tasdig‘i isbotlandi. B) Faraz qilaylik, z C \ [ E1; E2 ] soni h , Fridrixs modeli uchun xos qiymat 36 va f L2 (Td ) esa unga mos xos funksiya bo‘lsin. U holda f funksiya h , f = zf tenglamani, ya’ni (2.1) tenglikni qanoatlantiradi. f uchun topilgan (2.3) ifodani (2.2) tenglikga qo‘yib va (2.11) shartni inobatga olib, (2.1) tenglama yechimga ega bo‘lishi uchun (1) ( z ) d1 = 0 (2.13) (2) ( z )d 2 = 0 tenglamalar sistemasi nolmas (d1, d2 ) C2 yechimga ega bo‘lishi, ya’ni (2) (1) ( z ) ( z ) = 0 bo‘lishi zarur va yetarli ekanligini hosil qilamiz. 2.1-eslatma. h(1) va h(2) Fridrixs modellarning aniqlanishidan ko‘rinib turibdiki, ular h , Fridrixs modeliga nisbatan sodda ko‘rinishga ega. Shu sababli, 2.1teorema h , Fridrixs modelining odatdagi va bo‘sag‘aviy xos qiymatlarini, virtual sathlarini hamda sonli tasvirini o‘rganishga muhim ahamiyat kasb etadi. 2.1-teoremadan quyidagi natija kelib chiqadi. 2.1-natija. Agar (2.11) shart bajarilsa, u holda h , Fridrixs modeli diskret spektri uchun disc (h , ) = disc (h(1) ) disc (h(2) ) tenglik o‘rinli bo‘ladi. I (), =1,2 funksiya (; E1 ) va ( E2 ; ) oraliqlarda monoton o‘suvchi bo‘lganligi uchun Lebeg integrali ostida limitga o‘tish haqidagi teoremaga ko‘ra I11 ( E1 ) = lim I11 ( z), I 22 ( E2 ) = lim I 22 ( z) z E10 z E2 0 chekli yoki cheksiz limitlar mavjud bo‘ladi. Ushbu | I ( E ) |< , = 1,2 shart bajarilganda quyidagicha 37 0 = ( I11 ( E1 ))1, 0 = ( I 22 ( E2 ))1 belgilash kiritamiz. Quyidagi teorema h(1) Fridrixs modeli xos qiymatlari to‘plamini ifodalaydi. 2.2-teorema. A) Agar I11 ( E1 ) = bo‘lsa, u holda > 0 parametrning barcha qiymatlarida h(1) Fridrixs modeli E1 dan chapda yotuvchi yagona xos qiymatga ega bo‘ladi. B) Faraz qilaylik, I11 ( E1 ) < bo‘lsin. B1 ) Agar 0 < 0 bo‘lsa, u holda h(1) Fridrixs modeli (; E1 ) oraliqda xos qiymatlarga ega emas; B2 ) agar > 0 bo‘lsa, u holda h(1) Fridrixs modeli E1 dan chapda yotuvchi yagona xos qiymatga ega. C ) > 0 parametrning barcha qiymatlarida h(1) Fridrixs modeli ( E2 ; ) oraliqda yotuvchi xos qiymatlarga ega emas. Isbot. A) Faraz qilaylik, I11 ( E1 ) = bo‘lsin. U holda har bir > 0 soni uchun lim ( z ) = (1) z E1 0 tenglik o‘rinli. (1) () uzluksiz funksiyaning ( ; E1 ) oraliqda monotonligiga va lim ( z ) = 1 (1) z (2.14) tenglikka ko‘ra shunday yagona E1 ( ) (; E1 ) soni topilib, (1) ( E1 ( )) = 0 tenglik bajariladi. Shu sababli, (2.7) tenglikka ko‘ra E1 ( ) < E1 soni h(1) Fridrixs modeli uchun xos qiymat bo‘ladi. B) Faraz qilaylik, I11 ( E1 ) < bo‘lsin. 38 B1 ) 0 < 0 shart bajarilsin. (1) () funksiya ( ; E1 ) oraliqda monoton kamayuvchi bo‘lganligi uchun har bir z < E1 uchun (1) (1) 1 (1) ( z ) > ( E1 ) ( E1 ) = 1 0 ( I11 ( E1 )) = 0 0 munosabatlar o‘rinli bo‘ladi. Shunday qilib, (2.7) tenglikka ko‘ra h(1) Fridrixs modeli (; E1 ) oraliqda xos qiymatlarga ega emas. B2 ) Faraz qilaylik, 0 bo‘lsin. (1) oraliqda () funksiya ( ; E1 ) uzluksiz va monoton kamayuvchidir. Shu sababli (1) (1) 1 (1) ( E1 ) ( E1 ) = 1 0 ( I11 ( E1 )) = 0 munosabat o‘rinli. ( E1 ) 0 va (2.14) 0 tenglikka ko‘ra shunday yagona E1 ( ) (; E1 ) soni topilib, (1) ( E1 ( )) = 0 tenglik o‘rinli bo‘ladi. (2.7) tenglikka ko‘ra E1 ( ) < E1 soni h(1) Fridrixs modeli uchun xos qiymat bo‘ladi. C ) Ixtiyoriy > 0 va z > E2 sonlari uchun (1) ( z ) > 1 tengsizlik o‘rinlidir. Bundan (2.7) tenglikni inobatga olib ixtiyoriy > 0 soni uchun h(1) Fridrixs modeli ( E2 ; ) oraliqda xos qiymatlarga ega bo‘lmasligini hosil qilamiz. 2.2-teorema to‘liq isbotlandi. Quyidagi teorema h(2) Fridrixs modelining xos qiymatlar to‘plamini tavsiflaydi. 2.3-teorema. A) Agar I 22 ( E2 ) = bo‘lsa, u holda > 0 parametrning barcha qiymatlarida h(2) Fridrixs modeli E 2 dan o‘ngda yotuvchi yagona xos qiymatga ega bo‘ladi. B) Faraz qilaylik, | I 22 ( E2 ) |< bo‘lsin. B1 ) Agar 0 < 0 bo‘lsa, u holda h(2) Fridrixs modeli ( E2 ; ) oraliqda xos qiymatlarga ega emas; 39 B2 ) agar > 0 bo‘lsa, u holda h(2) Fridrixs modeli E 2 dan o‘ngda yotuvchi yagona xos qiymatga ega. C ) > 0 parametrning barcha qiymatlarida h(2) Fridrixs modeli (; E1 ) oraliqda yotuvchi xos qiymatlarga ega emas. Isbot. A) Faraz qilaylik, I 22 ( E2 ) = bo‘lsin. U holda har bir > 0 soni uchun lim ( z ) = (2) z E2 0 tenglik o‘rinli. (2) ( z) uzluksiz funksiyaning ( E2 ; ) oraliqda monotonligiga (2) lim ( z ) = 1 tenglikka ko‘ra shunday yagona E2 ( ) ( E2 ; ) z va soni topilib, (2) ( E2 ( )) = 0 tenglik bajariladi. Shu sababli, (2.8) tenglikka ko‘ra E2 ( ) E2 soni h(2) Fridrixs modeli uchun xos qiymat bo‘ladi. B) Faraz qilaylik, | I 22 ( E2 ) |< bo‘lsin. B1 ) 0 < 0 shart bajarilsin. (2) () funksiya ( E2 ; ) oraliqda monoton o‘suvchi bo‘lganligi uchun har bir z E2 uchun (2) (2) 1 (2) ( z ) > ( E2 ) 0 ( E2 ) =1 0 ( I 22 ( E2 )) = 0 munosabatlar o‘rinli bo‘ladi. Shunday qilib, (2.8) tenglikka ko‘ra h(2) Fridrixs modeli ( E2 ; ) oraliqda xos qiymatlarga ega emas. B2 ) Faraz qilaylik, 0 bo‘lsin. (2) funksiya ( E2 ; ) oraliqda () uzluksiz va monoton (2) 1 (2) ( E2 ) 0 ( E2 ) 1 0 ( I 22 ( E2 )) = 0 o‘suvchi munosabat bo‘lganligi o‘rinli. sababli (2) ( E2 ) 0 va (2) lim ( z ) = 1 tenglikka ko‘ra shunday yagona E2 ( ) ( E2 ; ) soni topilib, z 40 (2) (2) ( E2 ( )) = 0 tenglik o‘rinli bo‘ladi. (2.8) tenglikka ko‘ra E2 ( ) E2 soni h Fridrixs modeli uchun xos qiymat bo‘ladi. C ) Ixtiyoriy > 0 va z E1 sonlari uchun (2) ( z ) 1 tengsizlik o‘rinlidir. Bundan (2.8) tenglikni inobatga olib ixtiyoriy > 0 soni uchun h(2) Fridrixs modeli (; E1 ) oraliqda xos qiymatlarga ega bo‘lmasligini hosil qilamiz. 2.3-teorema to‘liq isbotlandi. 2.2-2.3-teoremalardan h , Fridrixs modelining xos qiymatlari haqidagi quyidagi tasdiqni hosil qilamiz. 2.2-natija. A) Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilib, I ( E ) , = 1,2 bo‘lsin, u holda 0 va > 0 parametrning barcha qiymatlarida h , Fridrixs modeli E1 dan chapda, E 2 dan o‘nda yotuvchi bittadan oddiy xos qiymatlari mavjud. B) Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilib, I ( E ) , = 1,2 bo‘lsin. B1 ) Agar 0 < 0 va 0 < 0 bo‘lsa, u holda h , Fridrixs modeli o‘zining muhim spektridan tashqarida yotuvchi xos qiymatlarga ega emas; B2 ) agar 0 < 0 va 0 bo‘lsa, u holda h , Fridrixs modeli E 2 dan o‘ngda yotuvchi bitta oddiy xos qiymati mavjud; B3 ) agar 0 va 0 < 0 bo‘lsa, u holda h , Fridrixs modeli E1 dan chapda yotuvchi bitta oddiy xos qiymati mavjud; B4 ) agar > 0 va > 0 bo‘lsa, u holda h , Fridrixs modeli E1 dan chapda, E 2 dan o‘ngda yotuvchi bittadan oddiy xos qiymatlari mavjud. 2.2 Fridrixs modelining bo‘sag‘aviy xos qiymatlari va virtual sathlari Ushbu bo‘limda d 3 hol qaralib, u () funksiya p1 T3 nuqtada yagona aynimagan minimumga va p2 T3 nuqtada esa yagona aynimagan maksimumga ega bo‘lsin deb faraz qilinadi. Bundan tashqari, v () funksiya p T3 , =1,2 nuqta 41 atrofida 3-tartibligacha uzluksiz xususiy hosilalarga ega bo‘lishini talab qilamiz. C (T3 ) va L1 (T3 ) orqali mos ravishda T3 torda aniqlangan uzluksiz va integrallanuvchi funksiyalar Banax fazosini belgilaymiz. 2.1-ta’rif. Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilsin. Agar 1 soni (G )( p) = 3 v1 ( p)v1 (t ) v2 ( p)v2 (t ) T u (t ) E (t )dt , C (T3 ), 1,2 integral operatorning xos qiymati bo‘lib, hech bo‘lmaganda bitta () mos xos funksiya ( p ) 0 shartni qanoatlantirsa, u holda h , Fridrixs modeli z = E nuqtada virtual sathga ( E energiyali rezonansga) ega deyiladi. Ta’kidlash joizki, agar h , Fridrixs modeli z = E nuqtada virtual sathga ega bo‘lsa, u holda G = tenglamaning yechimi o‘zgarmas son aniqligida v () funksiyaga teng bo‘ladi. 2.1-ta’rifdagi G operatorning 1 ga teng xos qiymatining mavjudligi h , f = E f tenglama yechimining mavjudligiga mos keladi, ( p ) 0 shartdan esa bu tenglamaning f yechimi L2 (T3 ) fazoda tegishli bo‘lmasligi kelib chiqadi. Aniqroq qilib aytganda, agar h , Fridrixs modeli z = E nuqtada virtual sathga ega bo‘lsa, u holda f ( p) = (1) 1 v ( p) u ( p) E (2.15) funksiya h , f = E f tenglamani qanoatlantiradi va f L1 (T3 ) \ L2 (T3 ) . Agar z = E soni h , Fridrixs modelining xos qiymati bo‘lsa, u holda (2.15) formula bilan aniqlangan f funksiya h , f = E f 42 tenglamani qanoatlantiradi va f L2 (T3 ) . Quyidagi teorema z = E soni h , Fridrixs modeli uchun bo‘sag‘aviy xos qiymat yoki virtual sath bo‘lishining zaruriy va yetarlilik shartlarini ifodalaydi. 2.4-teorema. A) Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilsin va 0 ixtiyoriy bo‘lsin. A1 ) z = E1 soni h , Fridrixs modelining xos qiymati bo‘lishi uchun = 0 va v1 ( p1 ) = 0 bo‘lishi zarur va yetarlidir; A2 ) h , Fridrixs modeli z = E1 nuqtada virtual sathga ega bo‘lishi uchun = 0 va v1 ( p1 ) 0 bo‘lishi zarur va yetarlidir. B) Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilsin va 0 ixtiyoriy bo‘lsin. B1 ) z = E2 soni h , Fridrixs modelining xos qiymati bo‘lishi uchun = 0 va v2 ( p2 ) = 0 bo‘lishi zarur va yetarlidir; B2 ) h , Fridrixs modeli z = E2 nuqtada virtual sathga ega bo‘lishi uchun = 0 va v2 ( p2 ) 0 bo‘lishi zarur va yetarlidir. Isbot. A1 ) Zaruriyligi. Faraz qilaylik, z = E1 soni h , Fridrixs modelining xos qiymati va f1 L2 (T3 ) mos xos funksiya bo‘lsin. U holda f1 funksiya h , f1 = E1 f1 tenglamani, ya’ni u( p) f1 ( p) v1 ( p) 3v1 (t ) f1 (t )dt v2 ( p) 3v2 (t ) f1(t )dt = E1 f1( p) T T (2.16) tenglamani qanoatlantiradi. (2.16) tenglikdan va (2.11) shartdan foydalanib, sodda mulohazalar yordamida f1 funksiya (2.15) ko‘rinishga ega bo‘lishini va = 0 bo‘lishini hosil qilamiz. Bunda 0 ixtiyoriy fiksirlangan son. Endi f1 L2 (T3 ) bo‘lishi uchun v1 ( p1 ) = 0 bo‘lishi zarur va yetarli ekanligini 43 isbotlaymiz. Haqiqatdan ham, agar v1 ( p1 ) = 0 va v1 ( p1 ) 0 bo‘lsa, u holda shunday C1 , C2 , C3 > 0, > 0 va {1,2,3} sonlari topilib, mos ravishda C1 | p p1 | | v1 ( p) | C2 | p p1 | , | v1 ( p )| C3 , p U (1p ) : U 1 (p ): T =p3{ p U ( p1 ), p: |1 p | < (2.17) , (2.18) > 0} bo‘ladi. u () funksiya p1 T3 nuqtada yagona aynimagan minimumga ega bo‘lganligi uchun shunday C1 , C2 , C3 > 0 va > 0 sonlari topilib, C1 | p p1 |2 | u ( p) E1 | C2 | p p1 |2 , p U ( p1 ); | u( p) E1 | C3 , p T3 \ U ( p1 ) (2.19) (2.20) tengsizliklar bajarilishini hosil qilamiz. Quyidagi tenglik o‘rinli: v12 (t )dt v12 (t )dt T3 | f1 (t ) | dt = U ( p1) (u(t ) E1)2 T3 \U ( p1) (u(t ) E1)2 . 2 (2.21) (2.17)-(2.20) tengsizliklarni hisobga olib, (2.21) tenglikning o‘ng tomonidagi birinchi qo‘shiluvchi chekli bo‘lishi uchun v1 ( p1 ) = 0 bo‘lishi zarur va yetarli ekanligini hosil qilamiz. v1 ( p1 ) = 0 bo‘lganda, | t p1 |2 dt C2 < U ( p1 ) | t p |4 1 2 3 | f1 (t ) | dt C1 T munosabatga ega bo‘lamiz. Agar v1 ( p1 ) 0 bo‘lsa, u holda (2.17)-(2.20) tengsizliklarni inobatga olib | t p1 | dt C2 < ; U ( p1 ) | t p |2 1 3 | f1(t ) | dt C1 T | f (t ) | dt C 2 T3 1 1 U (p ) 1 tasdiqlarni hosil qilamiz. 44 1 = | t p1 |4 Shunday qilib, f1 L2 (T3 ) bo‘lishi uchun v1 ( p1 ) = 0 bo‘lishi zarur va yetarlidir. Agar v1 ( p1 ) 0 bo‘lsa, u holda f1 L1 (T3 ) \ L2 (T3 ) bo‘ladi. Yetarliligi. Faraz qilaylik, = 0 va v1 ( p1 ) = 0 bo‘lsin. U holda (2.15) formula bilan aniqlangan f1 funksiya h , f1 = E1 f1 tenglamani qanoatlantirishini oson ko‘rsatish mumkin. Yuqorida isbotlaganimizga ko‘ra, agar v1 ( p1 ) = 0 bo‘lsa, u holda f1 L2 (T3 ) bo‘ladi. 2.4-teoremaning A1 ) tasdig‘i isbotlandi. A2 ) Zaruriyligi. Faraz qilaylik, h , operator z = E1 nuqtada virtual sathga ega bo‘lsin. U holda 2.1-ta’rifga ko‘ra (G1 1 )( p) = 3 T v1 ( p)v1 (t ) v2 ( p)v2 (t ) u (t ) E1 1 (t )dt = 1 ( p) (2.22) tenglama nol bo‘lmagan 1 C (T3 ) yechimga ega bo‘lib, bu yechim 1 ( p1 ) 0 shartni qanoatlantiradi. (2.11) shartga ko‘ra, bu yechim o‘zgarmas son aniqligida v1 () funksiyaga teng bo‘ladi va shu sababli = 0 bo‘ladi. Yetarliligi. Faraz qilaylik, = 0 va v1 ( p1 ) 0 bo‘lsin. U holda v1 C (T3 ) funksiya (2.22) tenglamaning yechimi bo‘ladi va shu sababli 2.1-ta’rifga ko‘ra h , operator z = E1 nuqtada virtual sathga ega bo‘ladi. 2.4-teoremaning A2 ) tasdig‘i isbotlandi. 2.4-teoremaning B1 ) va B2 ) tasdiqlari ham A1 ) va A2 ) tasdiqlar kabi isbotlanadi. 2.3 Fridrixs modelining sonli tasviri h(1) va h(2) Fridrixs modellarining xos qiymatlari mavjud bo‘lgan holda ularni mos ravishda E1 ( ) va E2 ( ) orqali belgilaymiz. Bunda E1 ( ) < E1 va E2 ( ) > E2 . u () funksiya p1 Td nuqtada yagona aynimagan minimumga p2 Td nuqtada yagona aynimagan maksimumga ega bo‘lganligi uchun, shunday 45 C1 , C2 , C3 > 0 va > 0 sonlari topilib, C1 | p p |2 | u( p) E | C2 | p p |2 , u ( p) E C3 p U ( p ), p T : Td \ U ( p ) (2.23) (2.24) tengsizliklar o‘rinlidir. I hol. d 1,2 bo‘lsin. 2.5-teorema. Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilib, v ( p ) 0, 1,2 bo‘lsin. U holda ixtiyoriy > 0 va > 0 lar uchun h , Fridrixs modelining sonli tasviri uchun W (h , ) = [ E1 ( ); E2 ( )] tenglik o‘rinli bo‘ladi. Isboti. Agar v ( p ) 0, 1,2 shart bajarilsa, u holda shunday C1 > 0 va > 0 sonlari topilib, | v1 ( p) | C1 , p U ( p1 ); (2.25) | v2 ( p) | C1 , p U ( p2 ) (2.26) tengsizliklar o‘rinli bo‘ladi. (2.23) va (2.25) baholashlardan hamda Lebeg integralining additivlik va monotonlik xossalaridan foydalanib, v12 (t )dt dt C 1 Td u(t ) E1 U (0) | t |2 ; v22 (t )dt dt C 1 Td E2 u(t ) U (0) | t |2 munosabatlarni hosil qilamiz. Agar d 1 bo‘lsa, u holda dt dt = U (0) | t |2 | t |2 tenglik o‘rinli. Bundan ko‘rinib turibdiki, (2.27) integral uzoqlashuvchidir. Agar d 2 bo‘lsa, u holda 46 (2.27) dt dt1dt2 2 2 1 |t | = t t U (0) 2 2 (2.28) tenglik o‘rinli. Qutb koordinatalar sistemasiga o‘tib (2.28) integralni ham uzoqlashuvchi bo‘lishi oson ko‘rsatiladi. Xuddi shuningdek, d 1 va d 2 hollarda v22 (t )dt Td E2 u(t ) integralni ham uzoqlashuvchi ekanligini ko‘rsatish mumkin. Yuqoridagi munosabatlardan ko‘rinadiki I ( E ) , = 1,2 bo‘ladi. Agar (2.11) shart bajarilsa, u holda 2.2-natijaning A) tasdig‘iga ko‘ra h , Fridrixs modeli E1 ( ) < E1 ikkita va E2 ( ) > E2 xos qiymatlarga ega bo‘ladi. Unga mos normalangan xos funksiyalarni f1 ( p) va f 2 ( p ) orqali belgilaymiz. U holda inf (h , f , f ) = (h , f1, f1 ) = E1 ( )( f1, f1 ) = E1 ( ) || f ||=1 sup(h , f , f ) = (h , f 2 , f 2 ) = E2 ( )( f 2 , f 2 ) = E2 ( ) || f ||=1 tengliklar o‘rinli. Ta’rifga ko‘ra, h , Fridrixs modelining sonli tasviri uchun W (h , ) = [ E1 ( ); E2 ( )] tenglik o‘rinli bo‘ladi. Quyidagi teorema h , Fridrixs modelining sonli tasviri yopig‘ining tuzilishini tavsiflaydi. 2.6-teorema. Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilib, v ( p ) 0, bo‘lsin. A) Agar 0 < 0 va 0 < 0 bo‘lsa, u holda W (h , ) = [ E1; E2 ] tenglik o‘rinli bo‘ladi. B) Agar 0 < 0 va > 0 bo‘lsa, u holda 47 1,2 W (h , ) = [ E1; E2 ( )], E2 ( ) E2 tenglik bajariladi. C ) Agar > 0 va 0 < 0 bo‘lsa, u holda W (h , ) = [ E1 ( ); E2 ], E1 ( ) E1 tenglik o‘rinli bo‘ladi; D) Agar > 0 va > 0 bo‘lsa, u holda W (h , ) = [ E1 ( ); E2 ( )], E1 ( ) E1, E2 ( ) E2 tenglik bajariladi. Isboti. Agar v ( p ) 0, 1,2 bo‘lsa, u holda shunday C1 , C2 > 0, , N va > 0 sonlar topilib, C1 | p p1 | | v1 ( p) | C2 | p p1 | , p U ( p1 ); (2.29) C1 | p p2 | | v2 ( p) | C2 | p p2 | , p U ( p2 ) (2.30) qo‘shtengsizliklar o‘rinli bo‘ladi. Endi (2.23), (2.24), (2.29) va (2.30) baholashlarni hamda v () funksiyalarning Td torda uzluksizligidan foydalanib, v12 (t )dt v12 (t )dt v12 (t )dt Td u(t ) E1 = U ( p1) u(t ) E1 Td \U ( p1) u(t ) E1 C1 U (0) | t |2 2 dt C2 < ekanligini hosil qilamiz. Xuddi shuningdek, v22 (t )dt v22 (t )dt v22 (t )dt = Td E2 u(t ) U ( p2 ) E2 u(t ) Td \U ( p2 ) E2 u(t ) C1 U (0) | t |2 2 dt C2 < munosabatni hosil qilish mumkin. A) Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilib, 0 < 0 va 0 < 0 bo‘lsin. U holda 2.2-natijaning B1 ) tasdig‘iga ko‘ra h , Fridrixs modeli muhim spektridan 48 tashqarida yotuvchi xos qiymatlarga ega bo‘lmaydi, ya’ni (h , ) = ess (h , ) = [ E1; E2 ]. Shu sababli min (h , ) = E1, max (h , ) = E2 . Aniqlanishiga ko‘ra W (h , ) = [ E1; E2 ] bo‘ladi. Teoremaning A) tasdig‘i to‘liq isbotlandi. B) Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilib, 0 < 0 va > 0 bo‘lsin. U holda 2.2-natijaning B2 ) tasdig‘iga ko‘ra h , Fridrixs modeli E 2 dan o‘ngda yotuvchi yagona E2 ( ) xos qiymatga ega bo‘lib, E1 dan chapda yotuvchi xos qiymatlarga ega emas. Demak, h , Fridrixs modelining spektri uchun (h , ) = [ E1; E2 ] {E2 ( )}, E2 ( ) E2 tenglik o‘rinli ekan. W (h , ) sonli tasviri qavariq to‘plam va h , Fridrixs modeli o‘z-o‘ziga qo‘shma operator ekanligidan W (h , ) = [min (h , );max (h , )] = [ E1; E2 ( )] munosabatlar kelib chiqadi. C ) Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilib, > 0 va 0 < 0 bo‘lsin. U holda 2.2-natijaning B3 ) tasdig‘iga ko‘ra h , Fridrixs modeli E1 dan chapda yotuvchi yagona E1 ( ) xos qiymatga ega bo‘lib, E 2 dan o‘ngda yotuvchi xos qiymatlarga ega emas. Bu esa o‘z navbatida (h , ) = {E1 ( )} [ E1; E2 ] ekanligini bildiradi. B) tasdiq isbotidagi kabi W (h , ) = [min (h , );max (h , )] = [ E1 ( ); E2 ] tenglikni hosil qilamiz. 49 D) Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilib, > 0 va > 0 bo‘lsin. U holda 2.2-natijaning B4 ) tasdig‘iga ko‘ra h , Fridrixs modeli ikkita E1 ( ) va E2 ( ) xos qiymatlarga ega bo‘lib, E1 ( ) < E1 hamda E2 ( ) > E2 tengsizliklar o‘rinlidir. Shu sababli (h , ) = {E1 ( )} [ E1; E2 ] {E2 ( )}. Yuqoridagi kabi mulohazalarga ko‘ra W (h , ) = [min (h , );max (h , )] = [ E1 ( ); E2 ( )] tengliklar bajariladi. f L2 (Td ), = 1,2 orqali h , Fridrixs modelining E1 ( ) va E2 ( ) xos qiymatlariga mos normalangan xos funksiyalarni belgilaymiz. Bunda || f ||= 1. U holda f1 va f 2 funksiyalar mos ravishda h , f1 = E1 ( ) f1, h , f 2 = E2 ( ) f 2 tenglamalarni qanoatlantiradi. Ko‘rinib turibdiki, E1 ( ) = E1 ( )( f1, f1 ) = ( E1 ( ) f1, f1 ) = (h , f1, f1 ), E2 ( ) = E2 ( )( f 2 , f 2 ) = ( E2 ( ) f 2 , f 2 ) = (h , f 2 , f 2 ). Demak, E1 ( ), E2 ( ) W (h , ) munosabat o‘rinli ekan. Shu sababli W (h , ) = W (h , ) = [ E1 ( ); E2 ( )] tenglik o‘rinli. Teorema to‘liq isbotlandi. 2.3-natija. Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilib, v1 ( p1 ) 0 va v2 ( p2 ) = 0 bo‘lsin. A) Agar 0 < 0 bo‘lsa, u holda ixtiyoriy > 0 uchun W (h , ) = [ E1 ( ); E2 ] bo‘ladi. 50 B) Agar > 0 bo‘lsa, u holda ixtiyoriy > 0 uchun W (h , ) = [ E1 ( ); E2 ( )] bo‘ladi. 2.4-natija. Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilib, v1 ( p1 ) = 0 va v2 ( p2 ) 0 bo‘lsin. A) Agar 0 < 0 bo‘lsa, u holda ixtiyoriy > 0 uchun W (h , ) = [ E1; E2 ( )] bo‘ladi. B) Agar > 0 bo‘lsa, u holda ixtiyoriy > 0 uchun W (h , ) = [ E1 ( ); E2 ( )] bo‘ladi. II hol. d 3 bo‘lgan holda h , Fridrixs modelining sonli tasvirini tadqiq qilamiz. Lebeg integralining additivlik xossasiga ko‘ra ushbu v12 (t )dt v12 (t )dt v12 (t )dt = Td u(t ) E1 U ( p ) u(t ) E1 T u(t ) E1 (2.31) tenglik o‘rinlidir. (2.23) tengsizlikni va v1 () funksiyaning Td torda uzluksiz funksiya ekanligini inobatga olib, (2.31) tenglikning o‘ng tomonidagi birinchi qo‘shiluvchi v12 (t )dt dt dt (1) dt (2) dt (3) d 3 U ( p1) u(t ) E1 C1 U (0) | t |2 C1 (2 ) { pT3:| p|< } | t (1) |2 | t (2) |2 | t (3) |2 (2.32) kabi baholanadi. Sferik koordinatalar sistemasiga o‘tib, (2.32) integral chekli ekanligini hosil qilamiz. (2.31) tenglikning o‘ng tomonidagi oxirgi qo‘shiluvchining chekliligi, ya’ni T bo‘yicha integralning chekliligi v1 () funksiyaning uzluksizligidan va (2.24) tengsizlikdan kelib chiqadi. v22 (t )dt Td E2 u(t ) 51 integralning chekli ekanligi shunga o‘xshash isbotlanadi. 2.7-teorema. Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilsin. A) Agar 0 < 0 va 0 < 0 bo‘lsa, u holda W (h , ) = [ E1; E2 ] bo‘ladi. B) Agar 0 < 0 va > 0 bo‘lsa, u holda W (h , ) = [ E1; E2 ( )] bo‘ladi. C ) Agar > 0 va 0 < 0 bo‘lsa, u holda W (h , ) = [ E1 ( ); E2 ] bo‘ladi. D) Agar > 0 va > 0 bo‘lsa, u holda W (h , ) = [ E1 ( ); E2 ( )] bo‘ladi. 2.7-teoremaning isboti 2.6-teoremaning isboti kabi amalga oshiriladi. 2.3.1. Bo‘sag‘aviy hodisa mavjud bo‘lgan holda sonli tasvir tadqiqi Ushbu bo‘limda d 3 bo‘lgan holda h , Fridrixs modeli uchun bo‘sag‘aviy hodisa sodir bo‘lganda, ya’ni = 0 , = 0 va v ( p ) = 0 yoki v ( p ) 0, =1,2 bo‘lsa, u holda h , Fridrixs modelining sonli tasviri W (h , ) uchun qanday munosabatlar o‘rinli bo‘lishini o‘rganamiz. 2.8-teorema. Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilib, = 0 , = 0 bo‘lsin. A) v ( p ) = 0, =1,2 bo‘lsa, u holda W (h , ) = [ E1; E2 ] tenglik o‘rinli. B) Agar v1 ( p1 ) = 0 va v2 ( p2 ) 0 bo‘lsa, u holda W (h , ) = [ E1; E2 ) 52 bo‘ladi. C ) Agar v1 ( p1 ) 0 va v2 ( p2 ) = 0 bo‘lsa, u holda W (h , ) = ( E1; E2 ] bo‘ladi. D) Agar v ( p ) 0, =1,2 bo‘lsa, u holda W (h , ) = ( E1; E2 ) tenglik o‘rinli. Isboti. Avvalo shuni eslatib o‘tamizki, agar (2.11) shart bajarilib, = 0 va = 0 bo‘lsa, u holda (h , ) = ess (h , ) = [ E1; E2 ] bo‘ladi. A) h , Fridrixs modeli chegaralangan va o‘z-o‘ziga qo‘shma operator bo‘lganligi bois uning spektri va sonli tasviri orasida W (h , ) = [ E1; E2 ] kabi bog‘lanish mavjud. Agar qo‘shimcha ravishda v ( p ) = 0, =1,2 shart bajarilsa, W (h , ) = [ E1; E2 ] bo‘lishini ko‘rsatamiz. Buning uchun E W (h , ), =1,2 ekanligini ko‘rsatish yetarli. (2.15) ko‘rinishdagi f funksiyani qaraymiz. Avvalo bu funksiya h , f = E f tenglamani qanoatlantirishini ko‘rsatamiz. Haqiqatan ham, (h , E ) f = (u ( p) E )(1) 1 v ( p) v (t )v (t ) 0v1 ( p)(1) 1 3 1 dt T u (t ) E u ( p) E v (t )v (t ) 0v2 ( p)(1) 1 3 2 dt T u (t ) E tenglik o‘rinlidir. (2.33) ifodadan 53 (2.33) v12 (t )dt (h , E1 ) f1 = v1 ( p) 0v1 ( p) 3 ; 0 0 T u (t ) E 1 v22 (t )dt (h , E2 ) f 2 = v2 ( p) 0v2 ( p) 3 0 0 T u (t ) E 2 tengliklar kelib chiqadi. v (), =1,2 funksiya p T3 nuqtaning biror atrofida uchinchi darajagacha bo‘lgan uzluksiz xususiy hosilalarga ega bo‘lganligi uchun shunday C1 , C2 , C3 > 0, n N va > 0 sonlari topilib, C1 | p p | | v ( p) | C2 | p p | , p U ( p ) n n qo‘shtengsizlik o‘rinli bo‘ladi. u () funksiya p1 T3 , nuqtada aynimagan minimumga va p2 T3 , nuqtada esa aynimagan maksimumga ega bo‘lganligi uchun C1 | p p1 |2 | u( p) E1 | C2 | p p1 |2 , p U ( p1 ), | u ( p) E1 | C3 , p T3 \ U ( p1 ), (2.34) (2.35) baholashlar o‘rinli bo‘ladi. Integralning additivlik xossasiga ko‘ra v12 (t )dt v12 (t )dt T3 | f1 (t ) | dt = U ( p1) (u(t ) E1)2 T3 \U ( p1) (u(t ) E1)2 2 (2.36) tasvir o‘rinli bo‘ladi. U holda (2.33) va (2.34) munosabatlarga ko‘ra (2.36) ning o‘ng tomonidagi birinchi qo‘shiluvchi uchun v12 (t )dt | t p1 | 1 dt C U ( p1) (u(t ) E1 )2 1 U ( p1) | t p1 |4 < 2n baholashlarni hosil qilamiz. v1 () funksiyaning T3 uzluksizligidan va (2.36) tengsizlikdan v12 (t )dt T3 \U ( p1) (u(t ) E1)2 C1 T3 \U ( p1)dt < 54 kompakt to‘plamda ekanligi kelib chiqadi. Xuddi shunday | f (t ) | dt < 2 T3 2 munosabatni ham ko‘rsatish mumkin. Shunday qilib, agar v ( p ) = 0 bo‘lsa, u holda f L2 (T3 ) bo‘ladi. Demak, E W (h , ) , ya’ni W (h , ) = [ E1; E2 ] ekan. D) Agar =1,2 uchun v ( p ) 0 bo‘lsa, u holda E W (h , ), = 1,2 ekanligini ko‘rsatamiz. Teskarisini faraz qilaylik, ya’ni E W (h , ), = 1,2 bo‘lsin. U holda shunday f L2 (T3 ) funksiya topilib, || f ||= 1 va E = (h , f , f ) tenglik o‘rinli bo‘ladi. v (), =1,2 funksiya p T3 nuqtada uzluksiz va v ( p ) 0 bo‘lganligi uchun shunday C1 > 0 va > 0 sonlari topilib, | v ( p) | C1 , p U ( p ) (2.37) o‘rinli bo‘ladi. So‘ngra (2.34) va (2.37) baholashlardan dt = , U ( p1 ) | t p |4 1 2 3 | f1 (t ) | dt T | f (t ) | dt 2 T3 2 munosabatlarni hosil qilamiz. Bundan esa o‘z navbatida f L2 (T 3 ) bo‘lishi kelib chiqadi. Ikkinchi tomondan, (2.34), (2.35), (2.36) va v1 () funksiya p1 T3 va v2 () funksiya p2 T3 nuqtada uzluksizliklaridan foydalanib, | f (t ) | dt < T3 munosabatni, ya’ni f L2 (T3 ) ekanligini hosil qilish mumkin. f L1 (T3 ) \ L2 (T3 ) ekan. Bu f L2 (T3 ) ekanligiga ziddir. Shunday qilib, E W (h , ), = 1,2 ekan. Teoremaning B) va C ) tasdiqlari D) tasdiq kabi isbotlanadi. 55 Demak, Shuni ta’kidlash joizki, agar = 0 , = 0 va v ( p ) = 0, =1,2 bo‘lsa, u holda z = E soni h , Fridrixs modeli uchun bo‘sag‘aviy xos qiymat bo‘ladi. Agar = 0 , = 0 va v ( p ) 0, =1,2 bo‘lsa, u holda z = E soni h , Fridrixs modeli uchun virtual sath bo‘ladi. 56 II bob xulosasi Dissertatsiya ishining ikkinchi bobida panjaradagi ikki zarrachali sistemaga mos h , model operator, ya’ni Fridrixs modelining spektral xossalari o‘rganilgan. Mazkur bob uchta bo‘limdan tashkil topgan. 2.1-bo‘limda h , Fridrixs modeli xos qiymatlarining soni va joylashuv o‘rni aniqlangan. va ta’sirlashish parametrlariga nisbatan h , Fridrixs modeli xos qiymatlarining mavjudlik shartlari topilgan. 2.2-bo‘limda h , Fridrixs modeli muhim spektrining quyi va yuqori chegaralari bo‘sag‘aviy xos qiymat yoki virtual sath bo‘lishining zaruriylik va yetarlilik shartlari aniqlangan. 2.3-bo‘limda h , Fridrixs modeli sonli tasvirini tadqiq qilishga bag‘ishlangan. W (h , ) sonli tasvirning tuzilishi va parametrlarga nisbatan o‘rganilgan. Uning yopiq to‘plam bo‘ladigan hamda spektr bilan ustma-ust tushadigan hollar alohida ajratib ko‘rsatilgan. 57 III bob Panjaradagi uchta zarrachali sistemaga mos model operatorning spektral xossalari Ushbu bobda panjaradagi uchta zarrachali sistemaga mos H , model operatorning muhim spektri va xos qiymatlarining mavjudlik shartlari tadqiq qilingan. 3.1 Panjaradagi uchta zarrachali sistemaga mos model operatorning muhim spektri Ls2 ((Td )2 ) orqali (Td )2 to‘plamda aniqlangan kvadrati bilan integrallanuvchi (umuman olganda kompleks qiymatlarni qabul qiluvchi) simmetrik funksiyalarning Hilbert fazosini belgilaymiz. Ls2 ((Td )2 ) Hilbert fazosida ta’sir qiluvchi va H , := H 0,0 (V11 V12 ) (V21 V22 ), , > 0 (3.1) tenglik orqali aniqlanuvchi model operatorni qaraymiz. Bunda , > 0 ta’sirlashish parametrlari, H 0,0 operator Ls2 ((Td )2 ) Hilbert fazosidagi (, ) funksiyaga ko‘paytirish operatori: ( H0,0 f )( p, q) = ( p, q) f ( p, q), Vij , i, j = 1,2 operatorlar esa L2 ((Td )2 ) Hilbert fazosidagi lokal bo‘lmagan potensial operatorlar: (Vi1 f )( p, q) = vi ( p) dvi (t ) f (t , q)dt , T (Vi 2 f )( p, q) = vi (q) dvi (t ) f ( p, t )dt. T (, ) funksiya (Td )2 da aniqlangan haqiqiy qiymatli uzluksiz, simmetrik funksiya, vi (), i =1,2 funksiyalar esa Td torda aniqlangan haqiqiy qiymatli uzluksiz funksiyalar. 3.1-lemma. (3.1) tenglik yordamida ta’sir qiluvchi H , model operator Ls2 ((Td )2 ) Hilbert fazosida chiziqli, chegaralangan va o‘z-o‘ziga qo‘shma bo‘ladi. 58 Bu lemmaning isboti 2.1-lemmaning isboti kabi ko‘rsatiladi. 3.1.1 Fridrixs modellari oilasining spektri Mazkur bobning asosiy natijalarini bayon qilish maqsadida H , model operator bilan bir qatorda L2 (Td ) Hilbert fazosida h , ( p) := h0,0 ( p) k1 k2 , kabi ta’sir qiluvchi va Fridrixs modellari oilasi deb ataluvchi operatorni qaraymiz. Bu yerda (h0,0 ( p) f )(q) = ( p, q) f (q), (ki f )(q) = vi (q) dvi (t ) f (t )dt , i =1,2 T kabi aniqlangan. Kiritilgan h , ( p) operator L2 (Td ) Hilbert fazosida chiziqli, chegaralangan va o‘z-o‘ziga qo‘shma ekanligini 2.1-lemmaning isboti kabi oson ko‘rsatish mumkin. Chekli o‘lchamli qo‘zg‘alishlarda muhim spektrning o‘zgarmasligi haqidagi Veyl teoremasiga ko‘ra [8] h , ( p) operatorning muhim spektri uchun ess (h , ( p)) = [m( p); M ( p)] tenglik o‘rinli bo‘lib, bu yerda m( p) va M ( p) sonlari m( p) := min ( p, q), M ( p) := max ( p, q) qTd qTd tengliklar yordamida aniqlanadi. Har bir fiksirlangan , > 0 sonlari va p Td C \ [m( p); M ( p)] sohada regulyar bo‘lgan (2) 2 , ( p, z) = (1) ( p, z ) ( p, z ) I12 ( p, z ) funksiyani qaraymiz. Bu yerda (1) (2) ( p, z ) :=1 I11 ( p, z ), ( p, z ) :=1 I 22 ( p, z), 59 element uchun I ij ( p, z ) := d T vi (t )v j (t ) ( p, t ) z dt , i, j = 1,2 kabi aniqlangan. Quyidagi lemma h , ( p) Fridrixs modellari oilasining xos qiymatlari va , ( p, z ) funksiyaning nollari orasidagi bog‘lanishni ifodalaydi. 3.2-lemma. Har bir fiksirlangan p Td element uchun z C \ [m( p); M ( p)] soni h , ( p) Fridrixs modellari oilasining xos qiymati bo‘lishi uchun , ( p, z ) = 0 bo‘lishi zarur va yetarlidir. Isboti. Faraz qilaylik, z C \ [m( p); M ( p)] soni h , ( p) operatorning xos qiymati, f L2 (Td ) esa unga mos xos funksiya bo‘lsin. U holda h , ( p) f (q) = zf (q) tenglik o‘rinli, ya’ni, ( p, q) f (q) v1 (q) dv1 (t ) f (t )dt v2 (q) dv2 (t ) f (t )dt = zf (q). T T (3.2) (3.2) tenglikdan f (q) funksiyani quyidagi ko‘rinishda aniqlaymiz: f (q) = v1 (q)d1 v2 (q)d2 , ( p, q) z (3.3) bu yerda d , =1,2 sonlari (2.2) tenglik yordamida aniqlangan. (3.3) tenglik yordamida aniqlangan f (q) funksiyani (2.2) belgilashga qo‘yamiz. Natijada v12 (t ) v (t )v2 (t ) dt d1 d 1 dt d 2 = 0, 1 Td T ( p, t ) z ( p , t ) z v1 (t )v2 (t ) v22 (t ) dt d 1 dt Td Td (t ) z d2 = 0 (t ) z 1 tenglamalar sistemasini hosil qilamiz. (3.2) tenglama (3.3) ko‘rinishdagi nolmas f L2 (Td ) yechimga ega bo‘lishi uchun yuqoridagi sistema noldan farqli (d1, d2 ) C2 yechimga ega bo‘lishi zarur va yetarli, ya’ni , ( p, z ) = 0 . Lemma 60 isbotlandi. 3.2-lemmadan ushbu natija kelib chiqadi. 3.1-natija. Ushbu (h , ( p)) = disc (h , ( p)) [m( p); M ( p)], disc (h , ( p)) = {z C \ [m( p); M ( p)]: , ( p, z) = 0} tengliklar o‘rinli. 3.3-lemma. Har bir fiksirlangan p Td element uchun h , ( p) Fridrixs modellari oilasi m( p) dan chapda va M ( p) dan o‘ngda ko‘pi bilan bittadan sodda xos qiymatga ega. Isboti 2.1-teorema isboti kabi ko‘rsatiladi. 3.1.2 H , operatorga mos kanal operator va uning spektri Bu bo‘limda H , operatorga mos H ch, kanal operator ajratiladi va uning spektri h , ( p), p Td Fridrixs modellari oilasining spektri orqali tavsiflanadi. H , operatorga mos kanal operator deb ataluvchi hamda L2 ((Td )2 ) Hilbert fazosida H ch, := H0,0 V11 V21 (3.4) kabi ta’sir qiluvchi H ch, operatorni qaraymiz. Yuqoridagi kabi aniqlangan H ch, kanal operator L2 ((Td )2 ) Hilbert fazosidagi chiziqli, chegaralangan va o‘z-o‘ziga qo‘shma operator bo‘ladi. Bu tasdiqning isboti 2.1-lemmaning isboti kabi amalga oshiriladi. Quyidagi belgilashlarni kiritamiz: m := min ( p, q), M := max ( p, q); p ,qTd , := p ,qTd disc (h , ( p)); pTd 61 , := , [m; M ]. H ch, kanal operatorning spektri h , ( p) Fridrixs modellari oilasining spektri orqali ifodalashga oid tasdiqni keltiramiz. 3.1-teorema. H ch, kanal operator sof muhim spektrga ega bo‘lib, quyidagi ( H ch, ) = ess ( H ch, ) = , tenglik o‘rinlidir. Isboti. Aniqlanishiga ko‘ra, H ch, kanal operator L2 (Td )2 Hilbert fazosidagi T = w(q) f ( p, q) operatori bilan o‘rin almashinish xossasiga ega. Bu yerda w() Td to‘plamda aniqlanga uzluksiz funksiya. Shu sababli L2 (Td )2 fazoning L2 (Td )2 = d L2 (Td )dp T (3.5) kabi to‘g‘ri integralga yoyilmasidan ushbu H ch, := d h , ( p)dp T (3.6) yoyilma kelib chiqadi. U holda to‘g‘ri integralga yoyiluvchi operatorlarning spektri haqidagi teoremadan ( H ch, ) = ess ( H ch, ) = (h , ( p)) pTd tenglikni hosil qilamiz. , to‘plamning aniqlanishiga ko‘ra (h , ( p)) = , pTd tenglik o‘rinli. Bu esa teoremani isbotlaydi. H , operatorning xos vektor funksiyalari uchun Faddeyev tenglamasi d d L(2) 2 (T ) := {( f1 , f 2 ) : f L2 (T ), = 1,2} Hilbert fazosini qaraylik. 62 d L(2) 2 (T ) Hilbert fazosida har bir fiksirlangan , > 0 va z C \ , sonlari uchun A ( , z) A , ( z ) := 11 A21 ( , z ) A12 ( , z ) , A22 ( , z ) K ( , z ) K12 ( , z ) K , ( z ) := 11 K 21 ( , z ) K 22 ( , z ) kabi aniqlanuvchi 2-tartibli operatorli matritsalarni qaraymiz. A , ( z ) operatorli matritsaning Aij elementlari aij ( p, z ) , i, j = 1,2 funksiyaga ko‘paytirish operatorlari: a11 ( p, z ) = 1 I11 ( p, z ), a12 ( p, z ) = I12 ( p, z ), a21 ( p, z ) = I12 ( p, z ), a22 ( p, z ) = 1 I 22 ( p, z ). K , ( z ) operatorli matritsaning elementlari Kij esa L2 (Td ) fazoda quyidagicha aniqlangan integral operatorlar: v1 (t )1 (t ) dt , T ( p, t ) z ( K11 ( , z )1 )( p) = v1 ( p) d v2 (t )2 (t ) dt , T ( p, t ) z ( K12 ( , z )2 )( p) = v2 ( p) d v1 (t )1 (t ) dt , T ( p, t ) z ( K21 ( , z )1 )(t ) = v1 ( p) d v2 (t )2 (t ) dt. T ( p, t ) z ( K22 ( , z )2 )(t ) = v2 ( p) d 3.4-lemma. Har bir fiksirlangan , > 0 va z C \ , sonlari uchun A , ( z ) teskarilanuvchan operatorli matritsa bo‘lib, uning A,1 ( z ) teskari operatori B ( , z ) B12 ( , z ) A,1 ( z ) := 11 B21 ( , z ) B22 ( , z ) ko‘rinishda bo‘ladi. Bu yerda Bij elementlar bij ( p, z ), ko‘paytirish operatorlari: 63 i, j = 1,2 funksiyalarga b11 = a22 ( p, z ) a ( p, z ) , b12 = 12 , , ( p, z ) , ( p, z ) b21 = a21 ( p, z ) a ( p, z ) , b22 = 11 . , ( p, z ) , ( p, z ) Isboti. Aniqlanishiga ko‘ra A , ( z ) operatorli matritsa a ( p, z ) a12 ( p, z ) A , ( p, z ) := 11 , a ( p , z ) a ( p , z ) 21 22 matritsaga ko‘paytirish operatori bo‘ladi. Ma’lumki A , ( p, z ) matritsa elementlari Td to‘plamda uzluksiz funksiyalardir. Bundan A , ( z ) operatorli matritsaning chegaralanganligi kelib chiqadi. , to‘plamning aniqlanishi va 3.2-lemma ko‘ra z C \ , soni uchun , ( p, z ) 0 bo‘ladi. Bundan esa det( A , ( p, z )) = , ( p, z) 0 munosabatni hosil qilamiz. Demak, har bir p Td element uchun A , ( p, z ) matritsa teskarilanuvchan bo‘lib, teskari matritsasi a22 ( p, z ) ( p, z ) , 1 A , ( p, z ) := a21 ( p, z ) , ( p , z ) a12 ( p, z ) , ( p , z ) a11 ( p, z ) , ( p , z ) kabi aniqlanadi. Bu yerda A,1 ( p, z ) matritsaning elementlari Td to‘plamda uzluksiz funksiyalardir. Demak A , ( z ) teskarilanuvchan operatorli matritsa bo‘lib, teskari operatori A,1 ( z ) kabi bo‘ladi. Lemma isbotlandi. d Endi har bir fiksirlangan , > 0 va z C \ , sonlari uchun L(2) 2 (T ) Hilbert fazosida T , ( z) := A1, ( z) K , ( z) operatorli matritsani qaraymiz. 64 Quyidagi teorema H , va T , ( z ) operatorlarning xos qiymatlari orasidagi bog‘lanishni ifodalaydi. 3.5-lemma. z C \ , soni H , operatorning xos qiymati bo‘lishi uchun 1 soni T , ( z ) operatorli matritsaning xos qiymati bo‘lishi zarur va yetarli. Bundan tashqari, z va 1 sonlarining karraligi ustma-ust tushadi. Isboti. Faraz qilaylik, z C \ , soni H , operatorning xos qiymati, f Ls2 ((Td )2 ) esa unga mos xos funksiya bo‘lsin. U holda f funksiya H , f = zf tenglamani, yoki ( p, q) f ( p, q) v1 ( p) dv1 (t ) f (t , q)dt v1(q) dv1(t ) f ( p, t )dt T T v2 ( p) dv2 (t ) f (t , q)dt v2 (q) dv2 (t ) f ( p, t )dt = zf ( p, q) T T (3.7) tenglamani qanoatlantiradi. Quyidagi belgilashlarni kiritamiz: 1 ( p) = dv1 (t ) f ( p, t )dt , 2 ( p) = dv2 (t ) f ( p, t )dt. T T (3.8) (3.8) munosabatlarni inobatga olib, f funksiya uchun f ( p, q ) v1 ( p)1 (q) v1 (q)1 ( p) v2 ( p)2 (q) v2 (q)2 ( p) ( p, q ) z (3.9) ifodani hosil qilamiz. Endi f funksiya uchun topilgan (3.9) ifodani (3.8) munosabatga qo‘yamiz: v (t ) v1 ( p)1 (t ) v1 (t )1 ( p) v2 ( p)2 (t ) v2 (t )2 ( p) dt , T ( p, t ) z 1 ( p) = d 1 v (t ) v1 ( p)1 (t ) v1 (t )1 ( p) v2 ( p)2 (t ) v2 (t )2 ( p) dt . T ( p, t ) z 2 ( p ) = d 2 Hosil bo‘lgan tengliklarni soddalashtirib, v12 (t )dt v1 (t )v2 (t )dt 1 ( p ) ( p) = Td Td ( p, t ) z 1 ( p, t ) z 2 65 v (t )1 (t )dt v (t )2 (t )dt = v1 ( p) d 1 v2 ( p) d 1 , T ( p, t ) z T ( p, t ) z v1 (t )v2 (t )dt v22 (t )dt ( p ) 1 ( p) = Td 1 Td ( p, t ) z 2 ( p , t ) z v (t )1 (t )dt v (t )2 (t )dt = v1 ( p) d 2 v2 ( p) d 2 T ( p, t ) z T ( p, t ) z munosabatlarga ega bo‘lamiz. Bundan ko‘rinadiki, (3.7) tenglama nolmas yechimga ega bo‘lishi uchun yuqoridagi tenglamalar sistemasi nolmas yechimga ega bo‘lishi zarur va yetarlidir. Yoki T , ( z ) = operatorli tenglama nolmas yechimga ega bo‘lishi zarur va yetarlidir. Bundan ko‘rinadiki, z C \ , soni H , operatorning xos qiymati bo‘lishi uchun 1 soni T , ( z ) operatorning xos qiymati bo‘lishi zarur va yetarli. Endi teoremani ikkinchi qismini isbotlaymiz. Faraz qilaylik, 1 soni T , ( z ) operatorning n1 karrali xos qiymati, z C \ , soni esa H , operatorning n2 karrali xos qiymati bo‘lsin. Agar n1 > n2 bo‘lsa, u holda T , ( z ) operatorning xos qiymati 1 ga mos d (i ) = (1(i ) ,2(i ) ) L(2) 2 (T ), i = 1, n1 chiziqli erkli vektor funksiyalari mavjud bo‘ladi. Har bir i = 1, n2 uchun (3.9) tenglik yordamida hosil qilingan fi funksiya H , fi = zfi tenglikni qanoatlantiradi. n1 > n2 bo‘lganligi uchun shunday nolmas c = (c1 , c2 ,..., cn ) C 1 vektor topilib, n 1 n1 n1 c , c f (i ) i i i =1 (i ) = i =1 tengliklar o‘rinli bo‘ladi. Ushbu 1(i ) ( p) = dv1 (t ) f (i ) ( p, t )dt , 2(i ) ( p) = dv2 (t ) f (i ) ( p, t )dt T T 66 tengliklarni inobatga olib, n1 (i ) c v ( t ) f ( p , t ) dt i 1 n1 n1 d ci1(i ) i =1 T (i ) = ci = (i ) = n 1 i =1 i =1 ci 2 ci dv2 (t ) f (i ) ( p, t )dt i =1 T munosabatni hosil qilamiz. Demak, n1 > n2 bo‘lmaydi. Agar n1 < n2 bo‘lsa, u holda shunday noldan farqli c = (c1, c2 ,..., cn ) C 2 n 2 element topilib, n2 n2 c = , c f (i ) i i i =1 (i ) i =1 bo‘ladi. Ushbu v1 ( p)1(i ) (q) v1 (q)1(i ) ( p) v2 ( p)2(i ) (q) v2 (q)2(i ) ( p) f ( p, q) = ( p, q) z (i ) tengliklarni inobatga olib, n2 ci f i =1 (i ) n2 = ci i =1 v1 ( p)1(i ) (q) v1 (q)1(i ) ( p) v2 ( p)2(i ) (q) v2 (q)2(i ) ( p) = ( p, q ) z munosabatni hosil qilamiz. Demak, n1 < n2 bo‘lishi mumkin emas ekanligi kelib chiqadi. Yuqoridagi munosabatlardan n1 = n2 ekanligini hosil qilamiz. Odatda T , ( z ) = operatorli tenglamaga H , model operator xos funksiyalariga mos Faddeyev tenglamasi deyiladi. H , operatorning muhim spektrining joylashuv o‘rni Bu bo‘limda avvalgi bo‘limlar natijalari hamda Veyl mezoni yordamida H , model operator muhim spektrining joylashuv o‘rni tadqiq qilinadi. Dastlab Veyl mezonining [8] H , model operatorga moslashtirilgan holini bayon qilamiz. z = z0 soni H , model operatorning spektriga tegishli bo‘lishi uchun Ls2 ((Td )2 ) fazoda shunday { f n } ketma-ketlik topilib, || f n ||= 1 va 67 lim || H , z0 I f n ||= 0 (3.10) n tengliklar bajarilishi zarur va yetarlidir. Bu yerda I orqali Ls2 ((Td )2 ) Hilbert fazosidagi birlik operator belgilangan. Bundan tashqari, agar yuqoridagi shartni qanoatlantiruvchi ketma-ketlik yaqinlashuvchi bo‘lmagan qismiy ketma-ketlikni saqlasa (masalan, { f n } ortonormal ketma-ketlik bo‘lsa), u holda z = z0 soni H , model operatorning muhim spektriga tegishli bo‘ladi. H , model operatorning muhim spektri quyidagi teorema yordamida tavsiflanadi. 3.2-teorema. model H , operatorning muhim spektri H ch, kanal operatorning spektri bilan ustma-ust tushadi, ya’ni ess ( H , ) = ( H ch, ) tenglik o‘rinli bo‘ladi. Bundan tashqari, ess ( H , ) to‘plam ko‘pi bilan uchta kesmalar birlashmasidan iborat. Isboti. 3.1-teoremaga ko‘ra ( H ch, ) = , tenglik o‘rinlidir. Shu sababli ess ( H , ) = , ekanligini ko‘rsatamiz. Dastlab , ess ( H , ) munosabatni isbotlaymiz. , to‘plamni , = , [m; M ] ko‘rinishda tasvirlab olamiz hamda [m; M ] ess ( H , ) munosabat o‘rinli ekanligini ko‘rsatamiz. Faraz qilaylik, z0 [ m; M ] ixtiyoriy nuqta bo‘lsin. z0 ess ( H , ) ekanligini ko‘rsatamiz. Buning uchun (3.10) shartni qanoatlantiruvchi { f n } Ls2 ((Td )2 ) ortonormal funksiyalar ketma-ketligini qurish yetarli. (, ) funksiya (Td )2 kompakt to‘plamda uzluksiz bo‘lganligi bois shunday ( p0 , q0 ) (Td )2 nuqta topilib, z0 = ( p0 , q0 ) tenglik o‘rinli bo‘ladi. Ixtiyoriy nN natural soni uchun ( p0 , q0 ) (Td )2 nuqtaning quyidagi atrofini qaraymiz: Wn ( p0 , q0 ) := Vn ( p0 ) Vn (q0 ), 68 bu yerda Vn ( p0 ) := { p Td : 1 1 <| p p0 |< } n 1 n to‘plam p0 Td nuqtaning o‘yilgan atrofi va p0 q0 bo‘lganda barcha nN larda Vn ( p0 ) Vn (q0 ) = shart bajariladigan qilib tanlangan. () orqali to‘plamning xarakteristik funksiyasini belgilaymiz. { f n } Ls2 ((Td )2 ) ortonormal funksiyalar ketma-ketligini quyidagicha tanlaymiz: f n ( p, q ) = W ( p, q) n mes(Vn ( p0 ))mes(Vn (q0 )) Istalgan nN soni uchun H , . z0 I f n elementni qaraymiz va uning normasini baholaymiz: || H , z0 I f n ||2 5 sup ( ( p, q) z0 ) 5 2 max | v1 ( p) |4 mes(Vn ( p0 ))mes(Td ) ( p ,q )Wn pTd 5 2 max | v1 ( p) |4 mes(Vn (q0 ))mes(Td ) 5 2 max | v2 ( p) |4 mes(Vn ( p0 ))mes(Td ) pTd pTd 5 2 max | v2 ( p) |4 mes(Vn (q0 ))mes(Td ). pTd Vn ( p0 ), Vn ( q0 ) to‘plamlarning aniqlanishidan va ( p, q) funksiyaning uzluksizligidan n bo‘lganda P ( H , z0 I ) f n P 0 ekanligi kelib chiqadi, ya’ni z0 ess ( H , ) munosabat o‘rinli. z0 ixtiyoriy nuqta bo‘lganligi bois [m; M ] ess ( H , ) munosabatga ega bo‘lamiz. Endi , ess ( H , ) ekanligini ko‘rsatamiz. Ixtiyoriy z1 , nuqtani olib, z1 ess ( H , ) munosabat bajarilishini isbotlaymiz. Ikkita hol bo‘lishi mumkin: 69 z1 [m; M ] yoki z1 [m; M ]. Agar z1 [m; M ] bo‘lsa, u holda z1 ess ( H , ) ekanligi yuqorida ko‘rsatildi. Faraz qilaylik, z1 , \ [m; M ] bo‘lsin. , to‘plamning aniqlanishidan va 3.2-lemmaga ko‘ra shunday p0 Td nuqta topilib, , ( p0 , z1 ) = 0 tenglik bajariladi. Demak, ushbu a11 ( p, z )l1 a12 ( p, z )l2 = 0, a21 ( p, z )l1 a22 ( p, z )l2 = 0 (3.11) bir jinsli tenlamalar sistemasi C2 to‘plamda cheksiz ko‘p yechimga ega bo‘ladi. (3.11) sistemani quyidagicha ham yozish mumkin: A , ( p0 , z1 )l = 0, (l1; l2 ) C2 . (3.12) {n } Ls2 ((Td )2 ) ortogonal funksiyalar ketma-ketligini quyidagicha tanlaymiz: v1 ( p) 1( n ) (q) v1 (q) 1( n ) ( p) v2 ( p) 2( n ) (q) v2 (q) 2( n ) ( p) n ( p, q) = , ( p, q) z bu yerda i( n ) ( p) = li cn ( p) V ( p)(mesVn ( p1 )) 1/2 , i = 1,2. n Bu yerda {cn } L2 (Td ) ortonormal sistema {n } ketma-ketlikning ortogonallik shartidan, ya’ni (n ;m ) = 0, n m (3.13) shartdan tanlanadi. {cn ()} ketma-ketlikning mavjudligi quyidagi tasdiqda o‘z aksini topgan. 3.1-tasdiq. Shunday {cn } L2 (Td ) ortonormal sistema topilib, supp cn () Vn ( p1 ) munosabat va (3.12) shart bajariladi. Ma’lumki quyidagi A || || , mes(Vn ( p1 )) 2 || l1v1 l2v2 ||2 A= , nN 2 max | ( p, q) z1 | p ,qTd 70 (3.14) munosabat o‘rinli. n = n / || n || s bo‘lsin. Budan ko‘rinib turibdiki, { n } L2 (( Td )2 ) ortonormal sistema. Istalgan nN soni uchun H , z1I n elementni qaraymiz va uning normasini baholaymiz: || H , z1I n || s L2 (( Td )2 ) || A , ( z1 ) ( n ) || (2) L2 ( Td ) || K , ( z1 ) ( n ) || (2) L2 ( Td ) , bu yerda (n) 1( n ) 2( n ) = , || n || s d 2 || n || s d 2 L2 (( T ) ) L2 (( T ) ) ( n) aniqlanishidan va (3.14) tengsizlikdan ushbu || ( n ) || (2) L2 ( Td ) 1 || l ||2 2 C A (3.15) tengsizlik hosil qilamiz. Har qanday n m uchun ( n) funksiyaning tashuvchilari kesishmaganligi d sababli hamda (3.15) tengsizlik { ( n ) } L(2) 2 (T ) chegaralangan ortogonal sistema ekanligini bildiradi. K , ( z1 ) operatorli matritsa kompakt operator qiymatli funksiyaligidan n bo‘lganda P K , ( z1 ) ( n) P (2) d 0 L2 ( T ) bajarilishi kelib chiqadi. Endi || A , ( z1 ) ( n ) || (2) d L2 ( T ) normani qaraymiz. Shvarts tengsizligidan foydalansak, shunday C > 0 soni topilib, || A , ( z1 ) ( n ) || (2) L2 ( Td ) C sup || A , ( p, z1 )l ||2 2 pVn ( p1 ) C tengsizlik bajariladi. A , (, z1 ) funksiya Td to‘plamda uzluksizligidan va (3.12) 71 tenglikdan n bo‘lganda sup || A , ( p, z1 )l ||C2 0 pVn ( p1 ) bajarilishi kelib chiqadi. Demak, n bo‘lganda H , z1I n || s L2 (( Td )2 ) 0 bo‘ladi. z1 nuqtaning ixtiyoriy ekanligidan , ess ( H , ) munosabatni hosil qilamiz. Shunday qilib, , ess ( H , ) munosabat isbotlandi. Endi teskari tasdiqni, ya’ni ess ( H , ) , ekanligini isbotlaymiz. Har bir z C \ , uchun T ( z ) operator C \ , dagi kompakt operator qiymatli funksiya bo‘ladi. H , operatorli matritsaning o‘z-o‘ziga qo‘shmaligidan va 3.3-lemmadan z haqiqiy bo‘lib, absolyut qiymati katta bo‘lsa, u holda ( I T ( z ))1 operatorning mavjudligi kelib chiqadi. Fredgolmning analitik teoremasiga ko‘ra [8] shunday S , C \ , diskret to‘plam topilib, ( I T ( z ))1 operator qiymatli funksiya mavjud va C \ ( S , , ) sohada analitik hamda C \ , sohada meromorf bo‘lib, rangi chekli qoldiqqa ega bo‘ladi. Bundan ( H , ) \ , to‘plamning yakkalangan nuqtadan iboratligi va , to‘plam nuqtalarining quyuqlashish nuqtalari faqatgina shu to‘plamning chegarasi bo‘lishi mumkinligi kelib chiqadi. Shunday qilib, ( H , ) \ , disc ( H , ) = ( H , ) \ ess ( H , ). Demak, ess ( H , ) , munosabat o‘rinli ekan. Nihoyat ess ( H , ) = , tenglikni hosil qilamiz. 3.2-lemmaga ko‘ra har bir fiksirlangan p Td element uchun h , ( p) Fridrixs modellari oilasi m( p) dan chapda va M ( p) dan o‘ngda yotuvchi ko‘pi bilan bitta oddiy xos qiymatga ega bo‘ladi. Yoyiluvchi operatorning spektri haqidagi teorema [8] 72 va , to‘plamning ta’rifidan uning ko‘pi bilan ikkita kesmalar birlashmasidan iboratligini hosil qilamiz. Shunday qilib, , to‘plam ko‘pi bilan uchta kesmalar birlashmasidan iborat ekan. 3.2 Tenzor yig‘indisining muhim spektri tuzilishi va joylashuv o‘rni Keyingi izlanishlarda ( p, q) funksiyaning ushbu ( p, q) = u( p) u(q) ko‘rinishda bo‘lgan holi tadqiq qilinadi. Bu holda H 0,0 operator quyidagicha ( H0,0 f )( p, q) = (u( p) u(q)) f ( p, q) ko‘rinishda aniqlanadi. 3.3-teorema. Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilib, I ( E ) = , = 1,2 bo‘lsin. A) Agar , > 0 bo‘lsa, u holda H , model operator 2 ta 2 E1 ( ) va 2 E2 ( ) oddiy xos qiymatlarga ega bo‘lib, ess ( H , ) = [ E1 ( ) E1; E1 ( ) E2 ] [2E1;2 E2 ] [ E2 ( ) E1; E2 ( ) E2 ], pp ( H , ) = {2E1 ( ); E1 ( ) E2 ( );2 E2 ( )} tengliklar o‘rinli; B) ixtiyoriy a < E1 va b > E2 , sonlari uchun shunday 0 = 0 (a) > 0 va 0 = 0 (b) > 0 parametrlar topilib, 2a, a b va 2b sonlari H 0 , 0 model va * > 0 operatorning xos qiymatlari bo‘ladi; C) ixtiyoriy c [2 E1;2 E2 ] soni uchun shunday * > 0 parametrlar topilib c soni H *,* model operatorning xos qiymati bo‘ladi. Isboti. H , model operator va h , Fridrixs modeli uchun ushbu H , = h , I I h , munosabat o‘rinli. Bu yerda I operator L2 (Td ) Hilbert fazosidagi birlik operator. Spektral analizdagi tenzor yig‘indisi haqidagi teoremaga asosan 73 ( H , ) = (h , ) (h , ) (3.16) tenglik o‘rinli. A) Agar (2.11) shart bajarilib, I ( E ) = , = 1,2 bo‘lsa, u holda 2.2natijaning A) tasdig‘iga ko‘ra ixtiyoriy , > 0 lar uchun h , Fridrixs modeli E1 ( ) (; E1 ) va E2 ( ) ( E2 ; ) xos qiymatlarga ega bo‘lib, h , Fridrixs modelining spektri uchun (h , ) = {E1 ( )} [ E1; E2 ] {E2 ( )} tenglik o‘rinli bo‘ladi. (3.16) munosabatga ko‘ra 2 E1 ( ) va 2 E2 ( ) sonlari H , model operatorning oddiy xos qiymatlari bo‘ladi. Bundan tashqari to‘plamlar ustida arifmetik yig‘indi amalini inobatga olib, quyidagi tengliklarni hosil qilamiz: ess ( H , ) = [ E1 ( ) E1; E1 ( ) E2 ] [2E1;2E2 ] [ E2 ( ) E1; E2 ( ) E2 ], pp ( H , ) = {2E1 ( ); E1 ( ) E2 ( );2 E2 ( )}; B) agar I ( E ) = , = 1,2 bo‘lsa, u holda ixtiyoriy a < E1 va b > E2 sonlari uchun shunday 0 = 0 (a) = ( I11 (a)) 1 , 0 = 0 (b) = ( I 22 (b))1 parametrlar (a ) = 0 va (2) topilib (1) (b) = 0 tengliklar bajariladi. (2.7) va (2.8) tengliklarga 0 0 ko‘ra a va b sonlari mos ravishda h 0 , ( > 0) va h , 0 ( > 0) Fridrixs modellarining xos qiymati bo‘ladi. (2.11) shart bajarilsa, u holda 2.1-teoremaning B) tasdig‘iga ko‘ra a va b sonlari h 0 , 0 Fridrixs modelining xos qiymatlari bo‘ladi. (3.16) tenglikdan 2a, a b, 2b sonlari H 0 , 0 model operator uchun xos qiymatlar bo‘lishi kelib chiqadi. C ) Faraz qilaylik, c [2 E1;2 E2 ] ixtiyoriy nuqta bo‘lsin, u holda har qanday b > 2 E2 E1 soni uchun c b < E1 bo‘ladi. Agar I ( E ) = , = 1,2 bo‘lsa, u holda shunday * = ( I11 (c b))1 va 74 * = ( I 22 (b))1 parametrlar topilib, (2) (1) * (c b) = 0 va * (b) = 0 tengliklar o‘rinli bo‘ladi. (2.7) va (2.8) tengliklarga ko‘ra c b va b sonlari h *, ( > 0) va h , * ( > 0) Fridrixs modellarining xos qiymati bo‘ladi. (2.11) shart bajarilsa, u holda 2.1-teoremaning B) tasdig‘iga ko‘ra c b va b sonlari h *,* Fridrixs modelining xos qiymatlari bo‘lishi kelib chiqadi. (3.16) tenglikdan c soni H *,* model operator uchun xos qiymat bo‘ladi. Teorema isbot bo‘ldi. 3.4-teorema. Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilib, I ( E ) , = 1,2 bo‘lsin. A) Agar 0 < 0 va 0 < 0 bo‘lsa, u holda ess ( H , ) = [2E1;2E2 ], pp ( H , ) = tengliklar o‘rinli; B) agar > 0 va 0 < 0 bo‘lsa, H , model operator 1 ta 2 E1 ( ) oddiy xos qiymatga ega bo‘lib, ess ( H , ) = [ E1 ( ) E1; E1 ( ) E2 ] [2 E1;2 E2 ], pp ( H , ) = {2 E1 ( )} tengliklar o‘rinli; C ) agar 0 < 0 va > 0 bo‘lsa, H , model operator 1 ta 2 E2 ( ) oddiy xos qiymatga ega bo‘lib, ess ( H , ) = [2E1;2E2 ] [ E2 ( ) E1; E2 ( ) E2 ], pp ( H , ) = {2 E2 ( )} tengliklar o‘rinli; D) agar > 0 va > 0 bo‘lsa, u holda H , model operator 2 ta 2 E1 ( ) va 2 E2 ( ) oddiy xos qiymatlarga ega bo‘lib, ess ( H , ) = [ E1 ( ) E1; E1 ( ) E2 ] [2E1;2 E2 ] [ E2 ( ) E1; E2 ( ) E2 ], 75 pp ( H , ) = {2E1 ( ); E1 ( ) E2 ( );2 E2 ( )} tengliklar o‘rinli. Isboti. Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilsin. A) Agar 0 < 0 va 0 < 0 bo‘lsa, U holda 2.2-natijaning B1 ) tasdig‘iga ko‘ra h , Fridrixs modeli o‘zining muhim spektridan tashqarida yotuvchi xos qiymatlarga ega bo‘lmaydi va h , Fridrixs modelining spektri uchun (h , ) = ess (h , ) [ E1; E2 ] tenglik o‘rinli bo‘ladi. (3.16) munosabatga ko‘ra quyidagi tengliklarni hosil qilamiz ess ( H , ) = [2E1;2E2 ]; pp ( H , ) = . B) Faraz qilaylik, > 0 va 0 < 0 bo‘lsin. U holda 2.2-natijaning B3 ) tasdig‘iga ko‘ra h , Fridrixs modeli E1 dan chapda yotuvchi bitta oddiy xos qiymati mavjud bo‘lib, uning spektri va diskret spektri uchun (h , ) = {E1 ( )} [ E1; E2 ]; disc (h , ) = {E1 ( )} tengliklar o‘rinlidir. (3.16) munosabatga ko‘ra quyidagi tengliklarni hosil qilamiz ess ( H , ) = [ E1 ( ) E1; E1 ( ) E2 ] [2E1;2E2 ]; pp ( H , ) = {2 E1 ( )}. C ) Faraz qilaylik, 0 < 0 va > 0 bo‘lsin. U holda 2.2-natijaning B2 ) tasdig‘iga ko‘ra h , Fridrixs modeli E 2 dan o‘ngda yotuvchi bitta oddiy xos qiymati mavjud bo‘lib, spektri va diskret spektri uchun (h , ) = [ E1; E2 ] {E2 ( )}; disc (h , ) = {E2 ( )} munosabatlar o‘rinli. (3.16) munosabatga ko‘ra quyidagi tengliklarni hosil qilamiz ess ( H , ) = [2 E1;2 E2 ] [ E2 ( ) E1; E2 ( ) E2 ]; pp ( H , ) = {2 E2 ( )}. D) Faraz qilaylik, > 0 va > 0 bo‘lsin. U holda 2.2-natijaning B4 ) tasdig‘iga ko‘ra h , Fridrixs modeli E1 dan chapda E 2 dan o‘ngda yotuvchi 76 bittadan oddiy xos qiymatlari mavjud. Bundan esa h , Fridrixs modelining spektri va diskret spektri (h , ) = {E1 ( )} [ E1; E2 ] {E2 ( )}; disc (h , ) = {E1 ( )} {E2 ( )} tengliklarni qanoatlantirishi kelib chiqadi. (3.16) munosabatga ko‘ra quyidagi tengliklarni hosil qilamiz ess ( H , ) = [ E1 ( ) E1; E1 ( ) E2 ] [2E1;2E2 ] [ E2 ( ) E1; E2 ( ) E2 ]; pp ( H , ) = {2 E1 ( ); E1 ( ) E2 ( );2 E2 ( )}. Ushbu belgilashlarni kiritamiz: 1 := ( I11 (2 E1 E2 ))1, 0 := ( I 22 (2 E2 E1 )) 1. 3.5-teorema. Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilib, I ( E ) = , = 1,2 bo‘lsin. A) Agar 0 < 1 va 0 < 1 bo‘lsa, u holda ess ( H , ) = [ E1 ( ) E1; E2 ( ) E2 ] tenglik o‘rinli; B) agar > 1 va 0 < 1 bo‘lsa, u holda ess ( H , ) = [ E1 ( ) E1; E1 ( ) E2 ] [2 E1; E2 ( ) E2 ] tenglik o‘rinli bo‘lib, E1 ( ) E2 < 2 E1 bo‘ladi; C ) agar 0 < 1 va > 1 bo‘lsa, u holda ess ( H , ) = [ E1 ( ) E1;2E2 ] [ E2 ( ) E1; E2 ( ) E2 ] tenglik o‘rinli bo‘lib, 2 E2 < E2 ( ) E1 bo‘ladi; D) agar > 1 va > 1 bo‘lsa, u holda ess ( H , ) = [ E1 ( ) E1; E1 ( ) E2 ] [2 E1;2 E2 ] [ E2 ( ) E1; E2 ( ) E2 ] tenglik o‘rinli bo‘lib, E1 ( ) E2 < 2 E1 va 2 E2 < E2 ( ) E1 bo‘lad. Isboti. Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilib, I ( E ) = , = 1,2 bo‘lsin. U 77 holda 2.2-natijaning A) tasdig‘iga ko‘ra h , Fridrixs modeli E1 dan chapda yagona E1 ( ) va E 2 dan o‘ngda yotuvchi yagona E2 ( ) oddiy xos qiymatlari mavjud (2) bo‘lib, 2.2-lemmaga ko‘ra (1) ( E1 ( )) = 0 va ( E2 ( )) = 0 bo‘ladi. Hamda 3.3- teoremaning A) tasdig‘iga ko‘ra H , model operatorning muhim spektri uchun ess ( H , ) = [ E1 ( ) E1; E1 ( ) E2 ] [2 E1;2 E2 ] [ E2 ( ) E1; E2 ( ) E2 ] tenglik o‘rinli. A) Agar 0 < 1 bo‘lsa, u holda (1) (1) (2 E1 E2 ) (2 E1 E2 ) = 0 1 (1) bo‘ladi, ya’ni (1) (2 E1 E2 ) 0. Ushbu ( E1 ( )) = 0 tenglikni inobatga olib, (1) (1) (1) (2 E1 E2 ) ( E1 ( )) tengsizlikni hosil qilamiz. () funksiya ( ; E1 ) oraliqda uzluksiz va kamayuvchi bo‘lganligi uchun E1 ( ) E2 2 E1 tengsizlik o‘rinli (2) bo‘ladi. Agar 0 < 1 bo‘lsa, u holda (2) (2 E2 E1 ) (2 E2 E1 ) = 0 bo‘ladi, 1 ya’ni (2) (2 E2 E1 ) 0. Ushbu (2) ( E2 ( )) = 0 tenglikni inobatga olib, (2) (2) (2) (2 E2 E1 ) ( E2 ( )) tengsizlikni hosil qilamiz. () funksiya ( E2 ; ) oraliqda uzluksiz va o‘suvchi bo‘lganligi uchun 2 E2 E2 ( ) E1 tengsizlik o‘rinli bo‘ladi. Yuqoridagi munosabatlardan ess ( H , ) = [ E1 ( ) E1; E2 ( ) E2 ] tenglik kelib chiqadi. Bu esa teoremaning A) tasdig‘ini isbotlaydi. (1) D) Faraz qilaylik, > 1 bo‘lsin. U holda (1) (2 E1 E2 ) < (2 E1 E2 ) = 0 1 (1) munosabat o‘rinlidir, ya’ni (1) (2 E1 E2 ) < 0. Ushbu ( E1 ( )) = 0 tenglikni (1) (1) inobatga olib, (1) (2 E1 E2 ) < ( E1 ( )) tengsizlikni hosil qilamiz. () funksiya (; E1 ) oraliqda uzluksiz va kamayuvchi bo‘lganligi uchun E1 ( ) E2 < 2 E1 (2) tengsizlik bajariladi. Agar > 1 bo‘lsa, u holda (2) (2 E2 E1 ) < (2 E2 E1 ) = 0 1 (2) bo‘ladi, ya’ni (2) (2 E2 E1 ) 0. Ushbu ( E2 ( )) = 0 tenglikni inobatga olib, 78 (2) (2) (2) (2 E2 E1 ) < ( E2 ( )) tengsizlikni hosil qilamiz. () funksiya ( E2 ; ) oraliqda uzluksiz va o‘suvchi bo‘lganligi uchun 2 E2 < E2 ( ) E1 tengsizlik o‘rinli bo‘ladi va shu orqali teoremaning D) tasdig‘ini isbotlanadi. Teoremaning B) va C ) tasdiqlari ham yuqoridagi kabi isbotlanadi. 3.1-eslatma. Ushbu 0 < 1 va 0 < 1 tengsizliklar o‘rinli. 3.6-teorema. Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilib, I ( E ) , = 1,2 bo‘lsin. A1 ) Agar 0 < 0 va 0 < 0 bo‘lsa, u holda ess ( H , ) = [2 E1;2 E2 ] tenglik o‘rinli; A2 ) agar 0 < 1 va 0 < 0 bo‘lsa, u holda ess ( H , ) = [ E1 ( ) E1;2 E2 ] tenglik o‘rinli; A3 ) agar > 1 va 0 < 0 bo‘lsa, u holda ess ( H , ) = [ E1 ( ) E1; E1 ( ) E2 ] [2 E1;2 E2 ] kabi bo‘lib, E1 ( ) E2 < 2 E1 tengsizlik o‘rinli; B1 ) agar 0 < 0 va 0 < 1 bo‘lsa, u holda ess ( H , ) = [2 E1; E2 ( ) E2 ] tenglik o‘rinli; B2 ) agar 0 < 1 va 0 < 1 bo‘lsa, u holda ess ( H , ) = [ E1 ( ) E1; E2 ( ) E2 ] tengliklar o‘rinli; B3 ) agar > 1 va 0 < 1 bo‘lsa, u holda ess ( H , ) = [ E1 ( ) E1; E1 ( ) E2 ] [2 E1; E2 ( ) E2 ] kabi bo‘lib, E1 ( ) E2 < 2 E1 tengsizlik o‘rinli; 79 C1 ) agar 0 < 0 va > 1 bo‘lsa, u holda ess ( H , ) = [2E1;2E2 ] [ E2 ( ) E1; E2 ( ) E2 ] kabi bo‘lib, 2 E2 < E2 ( ) E1 tengsizlik o‘rinli; C2 ) agar 0 < 1 va > 1 bo‘lsa, u holda ess ( H , ) = [ E1 ( ) E1;2E2 ] [ E2 ( ) E1; E2 ( ) E2 ] kabi bo‘lib, 2 E2 < E2 ( ) E1 tengsizlik o‘rinli; C3 ) agar > 1 va > 1 bo‘lsa, u holda ess ( H , ) = [ E1 ( ) E1; E1 ( ) E2 ] [2 E1;2 E2 ] [ E2 ( ) E1; E2 ( ) E2 ] tenglik o‘rinli bo‘lib, E1 ( ) E2 < 2 E1 va 2 E2 < E2 ( ) E1 bo‘ladi. Isboti. Faraz qilaylik, (2.11) shart bajarilib, I ( E ) , = 1,2 bo‘lsin. A1 ) Faraz qilaylik, 0 < 0 va 0 < 0 bo‘lsin, u holda 3.4-teoremaning A) tasdig‘iga ko‘ra H , model operatorning muhim spektri uchun ess ( H , ) = [2 E1;2 E2 ] tenglik o‘rinli bo‘ladi. A2 ) Faraz qilaylik, 0 < 1 va 0 < 0 bo‘lsin, u holda 3.4-teoremaning B) tasdig‘iga ko‘ra H , model operatorning muhim spektri uchun ess ( H , ) = [ E1 ( ) E1; E1 ( ) E2 ] [2 E1;2 E2 ], tenglik o‘rinli bo‘lib, 2.2-natijaning B3 ) tasdig‘iga ko‘ra h , Fridrixs modeli E1 dan chapda yotuvchi yagona E1 ( ) oddiy xos qiymati mavjud. 2.2-lemmaga ko‘ra (1) ( E1 ( )) = 0 bo‘ladi. (1) () (1) (1) (2 E1 E2 ) (2 E1 E2 ) = 0 1 Ushbu (1) ( E1 ( )) = 0 funksiyaning aniqlanishiga munosabatni o‘rinli, ya’ni tenglikni inobatga olib, ko‘ra (1) (2 E1 E2 ) 0. (1) (1) (2 E1 E2 ) ( E1 ( )) tengsizlikni hosil qilamiz. (1) () funksiya ( ; E1 ) oraliqda uzluksiz va kamayuvchi 80 bo‘lganligi uchun E1 ( ) E2 2 E1 tengsizlik o‘rinli bo‘ladi. Yuqoridagi munosabatlardan ess ( H , ) = [ E1 ( ) E1; E2 ( ) E2 ] tenglik kelib chiqadi. Bu esa teoremaning A2 ) tasdig‘ini isbotlaydi. Teoremaning qolgan tasdiqlari ham A1 ) va A2 ) tasdiqlar kabi isbotlanadi. 81 III bob xulosasi Dissertatsiya ishining III bobida panjaradagi uch zarrachali sistemaga mos H , model operator, spektral xossalari o‘rganilgan. Mazkur bob ikkita bo‘limdan tashkil topgan. 3.1-bo‘limda H , model operatorga mos H ch, kanal operator qaralgan, H , model operatorning muhim spektri H ch, kanal operatorning spektri bilan ustma-ust tushishi isbotlangan. 3.2-bo‘limda ikki o‘lchamli qo‘zg‘alishga ega Fridrixs modellari tenzor yig‘indisi ko‘rinishidagi model operator muhim spektri tarmoqlarining tuzilishi tavsiflangan hamda muhim spektr bitta, ikkita, uchta kesmalarning birlashmasidan iborat bo‘lish shartlari aniqlangan. Mazkur holda H , operatorning yakkalangan va muhim spektr ichida joylashgan xos qiymatlarining mavjudlik shartlari tadqiq qilingan. 82 UMUMIY XULOSA Ushbu dissertatsiya ishida panjaradagi ikki va uch zarrachali sistemalarga mos model operatorlarning muhim va diskret spektrlari tadqiq qilingan. Bunda o‘rganilayotgan H , model operator panjaradagi uchta bir xil zarrachalar sistemasi gamiltonianiga mos keladi. Ishning birinchi bobida operatorlar spektral nazariyasidan yaxshi ma’lum bo‘lgan dastlabki ma’lumotlar va muhim faktlar, chiziqli operatorning sonli tasviri tushunchasi va uning asosiy xossalari hamda panjaradagi ikki va uch zarrachali sistemalarga mos model operatorlarning spektral xossalari bilan bog‘liq ayrim natijalar tahlil qilingan. Ikkinchi bobda h , Fridrixs modeli xos qiymatlarining soni va joylashuv o‘rni aniqlangan. va ta’sirlashish parametrlariga nisbatan h , Fridrixs modeli xos qiymatlarining mavjudlik shartlari topilgan. h , Fridrixs modeli muhim spektrining quyi va yuqori chegaralari bo‘sag‘aviy xos qiymat yoki virtual sath bo‘lishining zaruriylik va yetarlilik shartlari aniqlangan. Fridrixs modeli uchun W (h , ) sonli tasvirning tuzilishi va parametrlarga nisbatan o‘rganilgan. Uning yopiq to‘plam bo‘ladigan hamda spektr bilan ustma-ust tushadigan hollar alohida ajratib ko‘rsatilgan. Uchinchi bobida H , model operatorga mos H ch, kanal operator ajratilgan. H , model operatorning muhim spektri H ch, kanal operatorning spektri bilan ustma- ust tushishi isbotlangan. Ikki o‘lchamli qo‘zg‘alishga ega Fridrixs modellari tenzor yig‘indisi ko‘rinishidagi model operator muhim spektri tarmoqlarining tuzilishi tavsiflangan hamda muhim spektr bitta, ikkita, uchta kesmalarning birlashmasidan iborat bo‘lish shartlari aniqlangan. Mazkur holda H , operatorning yakkalangan va muhim spektr ichida joylashgan xos qiymatlarining mavjudlik shartlari tadqiq qilingan. 83 FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR 1. Faria da Veiga P.A., Ioriatti L., O’Caroll M. Energy-momentum spectrum of some two-particle lattice Schrödinger Hamiltonians. Phys. Rev. E. 66:3 (2002), 016130. 2. Malyshev V.A., Minlos R.A. Linear infinite-particle operators. Translations of Mathematical Monographs. 143, AMS, Providence, RI, 1995. 3. Расулов Т.Х. О существенном спектре одного модельного оператора, ассоции- рованного с системой трех частиц на решётке. Вестн. Сам. гос. техн. унта. Сер. Физ.-мат. науки, 2011, выпуск 3 (24), С. 42–51. 4. Albeverio S., Lakaev S.N., Muminov Z.I. The threshold effects for a family of Friedrichs models under rank one perturbations. J. Math. Anal. Appl., 330 (2007), pp. 1152–1168. 5. Albeverio S., Lakaev S.N., Djumanova R.Kh. The essential and discrete spectrum of a model operator associated to a system of three identical particles. Reports on Mathematical Physics. 63:3 (2009), pp. 359–380. 6. Albeverio S., Lakaev S.N., Muminov Z.I. On the Number of Eigenvalues of a Model Operator Associated to a System of Three-Particles on Lattices. Russian Journal of Mathematical Physics, Vol. 14, № 4, 2007, pp. 377–387. 7. Рид М., Саймон Б. Методы современной математической физики. Том 1. Функциональный анализ. М.: Мир, Москва, 1977, 366 с. 8. Рид М., Саймон Б. Методы современной математической физики. Том 4. Анализ операторов. М.: Мир, Москва, 1982, 428 с. 9. Березин Ф.А., Шубин М.А. Уравнение Шредингера. М.: Изд-во МГУ, 1983, 392 с. 10. Kato T. Perturbation theory for linear operators. Classics Math., Springer, Berlin, 1995, reprint of the 1980 edition. 11. Халмош П. Гильбертово пространство в задачах. Мир, М., 1970. 12. Эшкабилов Ю.Х. О спектре тензорной суммы компактных операторов. 84 Uzbek Mathematical Journal, 2005, № 3, pp. 104–112. 13. Gustafson K.E., Rao D.K.M. Numerical range. The field of values of linear operators and matrices. Universitext. Springer, New York, 1997. 14. Toeplitz O. Das algebraische Analogon zu einem Satze von Fejer. Math. Z., 2:1-2 (1918), pp. 187–197. 15. Hausdorff F. Der Wertvorrat einer Bilinearform. Math. Z., 3:1 (1919), 314– 316. 16. Wintner A. Zur Theorie der beschrankten Bilinearformen. Math. Z., 30:1 (1929), pp. 228–281. 17. Расулов Т.Х., Ботиров Г.И. Численный диапазон обобщенной модели Фридрихса. Узбекский математический журнал. № 2 (2013), С. 72–81. 18. Расулов Т.Х., Дилмуродов Э.Б. Исследование числовой области значений одной операторной матрицы. Вестник Самарского государственного технического университета, Серия физ.-мат. науки, 35:2 (2014), C. 50–63. 19. Dilmurodov E.B. Ikkinchi tartibli operatorli matritsalarning spektral xossalari. Falsafa doktorlik dissertatsiyasi, Qarshi, 2021. 20. Friedrichs K.O. Uber die Spectralzerlegung einee Integral operators. Math. Ann. 1938. V.115. pp. 249–272. 21. Friedrichs K.O. On the perturbation of continuous spectra. Comm. Pure. Appl. Math. 1948. V.1. pp. 361–406. 22. Ладыженская О.А.,Фаддеев Л.Д. К теории возмущений непрерывного спектра. ДАН СССР. 1962. Т.145. № 2. С. 301–304. 23. Фаддеев Л.Д. О модели Фридрихса в теории возмущений непрерывного спектра. В кн.: Труды математического института АН СССР. Т.73. М.: Наука.1964. С. 292–313. 24. Лакаев С.Н. Некоторые спектральные свойства модели Фридрихса, Труды сем. им. И.Г. Петровского, 11 (1986), С. 210–238. 25. Икромов И.А., Шарипов Ф.Ш. О дискретном спектре неаналитической 85 матричнозначной модели Фридрихса. Функциональный анализ и его приложения. 1998, Т.32, № 1, С. 63–65. 26. Efimov V.N. Energy levels arising from resonances two-body forces in a three-body system. Phys. Lett. 1970. B.33. №. 8. pp. 563–564. 27. Яфаев Д.Р. К теоpии дискpетного спектpа тpехчастичного опеpатоpа Шpедингеpа. Математический сборник. 1974. Т.9(136). №. 4(8), С. 567–592. 28. Ovchinnikov Yu.N., Sigal I.M. Number of bound states of tree-body systems and Efimov’s effect. Ann. Fhysics. 1989. V.123. pp. 274–295. 29. Tamura H. The Efimov effect of three-body Schrödinger opetators. J. Funct. Anal. 1991. V.95. pp. 433–459. 30. Sobolev A.V. The Efimov effect. Discrete spectrum asymptotics. Comm. Math. Phys., 156 (1993), pp. 101–126. 31. Лакаев С.Н. О бесконечном числе тpехчастичных связанных состояний системы тpех квантовых pешетчатых частиц. Теор. и мат. физ., 89:1 (1991), pp. 94–104. 32. Лакаев С.Н. Об эффекте Ефимова в системе тpех одинаковых квантовых частиц. Функ. анализ и его пpил., 27:3 (1993). С. 15–28. 33. Абдуллаев Ж.И., Лакаев С.Н. Асимптотика дискретного спектра разностного трехчастичного оператора Шредингера на решетке. Теор. и мат. физ., 136:2, (2003), С. 231–245. 34. Расулов Т.Х. Асимптотика дискретного спектра одного модельного оператора, ассоциированного с системой трех частиц на решетке. Теоретическая и математическая физика. 163:1 (2010), С. 34–44. 35. Расулов Т.Х., Рахмонов А.А. Уравнение Фаддеева и местоположение существенного спектра одного трёхчастичного модельного оператора. Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки, 2011, выпуск 2(23), C. 170–180. 36. Муминов М.Э. О бесконечности числа собственных значений на лакуне существенного спектра оператора Шредингера трех частиц на решетке. ТМФ, 86 159:2 (2009), C. 299–317. 37. Арзикулов Г.П., Эшкабилов Ю.Х. О спектральных свойствах одного трехчастичного модельного оператора. Известия вузов. Математика. № 5 (2020), С. 3–10. 38. Эшкабилов Ю.Х. Эффект Ефимова для одного «трехчастичного» дискретного оператора Шредингера. Теор. и матем. физика, 164:1 (2010), С. 78– 87. 39. Rasulov T.H., Bahronov B.I. Existence of the eigenvalues of a tensor sum of the Friedrichs models with rank 2 perturbation. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 14:2 (2023), pp. 151–157 (Scopus). 40. Rasulov T.H., Bahronov B.I. On the numerical range of a Friedrichs model with rank two perturbation: Threshold analysis technique. AIP Conference Proceedings. 2764 (2023), pp. 03007: 1–10 (Scopus) 41. Бахронов Б.И., Расулов Т.Х., Рехман M. Условия существования собственных значений трехчастичного решетчатого модельного гамильтониана. Известия вузов. Математика. (2023), С. 3–12 (Scopus). 42. Bahronov B.I. Panjaradagi uch zarrachali sistemaga mos model operator xos funksiyalari uchun Faddeyev tenglamasi va uning xarakteristik xossalari. Ilm sarchashmalari. № 9 (2022), 11–16 b. 43. Rasulov T.H., Bahronov B.I. Structure of the numerical range of Friedrichs model: 1D case with rank two perturbation. Bulletin of the Institute of Mathematics, № 4 (2020), pp. 21–28. 44. Расулов Т.Х., Бахронов Б.И. Пороговые собственные значение и резонансы модели фридрихса с двумерным возмущением. Научный вестник БухГУ, № 3 (2019), C. 31–38. 45. Bahronov B.I. Lokal bo‘lmagan qo‘zg‘alishga ega panjaradagi uch zarrachali model operator muhim spektrining tavsifi. “Operator algebralar, noassotsiativ tuzilmalar va turdosh masalalar” Respublika ilmiy-amaliy anjumani materiallari 87 to‘plami. Toshkent, 2022, 154–156 b. 46. Bahronov B.I. Panjaradagi uch zarrachali sistemaga mos model operatorning xos funksiyalari uchun Faddeyev tenglamasi. “Zamonaviy matematikaning nazariy asoslari va amaliy masalalari” Respublika ilmiy-amaliy anjumani materiallari to‘plami. Andijon, 2022, 24–26 b. 47. Bahronov B.I., Rasulov T.H. Existence of the eigenvalues of a tensor sum of the Friedrichs models with rank 2 perturbation. “Amaliy matematika va axborot texnologiyalarining zamonaviy muammolari” xalqaro ilmiy-amaliy anjuman materiallari. Buxoro, 2022, 14–16 b. 48. Bakhronov B.I., On the spectrum of a tensor sum of the Friedrichs models with rank 2 perturbations. International scientific and practical conference “Mathematical analysis and its applications in modern mathematical physics”, Samarkand, 2022, pp. 36–37. 49. Расулов Т.Х., Бахронов Б.И. Условия существования виртуальных уровней модели Фридрихса с двумерным возмущением. Международная конференция «Комплексный анализ и теория аппроксимаций», Уфа, Россия, 2019, С. 40–41. 50. Бахронов Б.И. Полное исследование числовой области значений модели Фридрихса с двумерным возмущением. Международной конференции КРОМШ2019, Симферополь, Россия, С. 49–50. 51. Расулов Т.Х., Бахронов Б.И. О числовой области значений модели Фридрихса с двумерным возмущением. Международная конференция «Порядковый анализ и смежные вопросы математического моделирования», Россия, С. 61–63. 52. Бахронов Б.И. Число и местонахождение собственных значений модели Фридрихса с двумерным возмущением. Международная научная конференция «Комплексный анализ, математическая физика и нелинейные уравнения», Уфа, Россия, 2019, С. 20–21. 88 53. Rasulov T.H., Bahronov B.I. Numerical range of a Friedrich’s model with rank two perturbation. International Conference “Science Technology Education Mathematics Medicine”. Bukhara-Samarkand-Tashkent, 2019. pp. 22–23. 54. Бахронов Б.И. Число и местонахождения собственных чисел модели фридрихса с двумерным возмущением. “Fundamental matematika muammolari va ularning tatbiqlari”. Respublika ilmiy-amaliy konferensiyasi materiallari to‘plami, Navoiy, 2019, 121–122 b. 89