日本物理学会2013年秋季大会 於 高知大学朝倉campus 講演21aSB-6 (2013年9月21日) 高スピン間の回転行列の数値評価における著しい桁落の回避方法 田嶋直樹 福井大工 1.回転演算子の角運動量固有状態基底での表現行列 D関数 をWignerの公 式で数値的に求めると 角運動量jが

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SO(3) 7 = = 1 ( r ) + 1 r r r r ( l ) (5.17) l = 1 ( sin θ ) + sin θ θ θ ϕ (5.18) χ(r)ψ(θ, ϕ) l ψ = αψ (5.19) l 1 = i(sin ϕ θ l = i( cos ϕ θ l 3 = i ϕ

N cos s s cos ψ e e e e 3 3 e e 3 e 3 e

+ 1 ( ) I IA i i i 1 n m a 11 a 1j a 1m A = a i1 a ij a im a n1 a nj a nm.....

SO(3) 49 u = Ru (6.9), i u iv i = i u iv i (C ) π π : G Hom(V, V ) : g D(g). π : R 3 V : i 1. : u u = u 1 u 2 u 3 (6.10) 6.2 i R α (1) = 0 cos α

46 4 E E E E E 0 0 E E = E E E = ) E =0 2) φ = 3) ρ =0 1) 0 2) E φ E = grad φ E =0 P P φ = E ds 0

弾性定数の対称性について

Kroneher Levi-Civita 1 i = j δ i j = i j 1 if i jk is an even permutation of 1,2,3. ε i jk = 1 if i jk is an odd permutation of 1,2,3. otherwise. 3 4

2 (2016 3Q N) c = o (11) Ax = b A x = c A n I n n n 2n (A I n ) (I n X) A A X A n A A A (1) (2) c 0 c (3) c A A i j n 1 ( 1) i+j A (i, j) A (i, j) ã i

1. 2 P 2 (x, y) 2 x y (0, 0) R 2 = {(x, y) x, y R} x, y R P = (x, y) O = (0, 0) OP ( ) OP x x, y y ( ) x v = y ( ) x 2 1 v = P = (x, y) y ( x y ) 2 (x

物性基礎

4. ϵ(ν, T ) = c 4 u(ν, T ) ϵ(ν, T ) T ν π4 Planck dx = 0 e x 1 15 U(T ) x 3 U(T ) = σt 4 Stefan-Boltzmann σ 2π5 k 4 15c 2 h 3 = W m 2 K 4 5.

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量子力学 問題

2000年度『数学展望 I』講義録

6 6.1 L r p hl = r p (6.1) 1, 2, 3 r =(x, y, z )=(r 1,r 2,r 3 ), p =(p x,p y,p z )=(p 1,p 2,p 3 ) (6.2) hl i = jk ɛ ijk r j p k (6.3) ɛ ijk Levi Civit

II No.01 [n/2] [1]H n (x) H n (x) = ( 1) r n! r!(n 2r)! (2x)n 2r. r=0 [2]H n (x) n,, H n ( x) = ( 1) n H n (x). [3] H n (x) = ( 1) n dn x2 e dx n e x2

<4D F736F F F696E74202D20836F CC8A C58B858B4F93B982A882E682D1978E89BA814091B28BC68CA48B E >

) ] [ h m x + y + + V x) φ = Eφ 1) z E = i h t 13) x << 1) N n n= = N N + 1) 14) N n n= = N N + 1)N + 1) 6 15) N n 3 n= = 1 4 N N + 1) 16) N n 4

DVIOUT

2018/6/12 表面の電子状態 表面に局在する電子状態 表面電子状態表面準位 1. ショックレー状態 ( 準位 ) 2. タム状態 ( 準位 ) 3. 鏡像状態 ( 準位 ) 4. 表面バンドのナローイング 5. 吸着子の状態密度 鏡像力によるポテンシャル 表面からzの位置の電子に働く力とポテン

II 2 3.,, A(B + C) = AB + AC, (A + B)C = AC + BC. 4. m m A, m m B,, m m B, AB = BA, A,, I. 5. m m A, m n B, AB = B, A I E, 4 4 I, J, K

基底関数ネットワーク

1 filename=mathformula tex 1 ax 2 + bx + c = 0, x = b ± b 2 4ac, (1.1) 2a x 1 + x 2 = b a, x 1x 2 = c a, (1.2) ax 2 + 2b x + c = 0, x = b ± b 2

1. 1 A : l l : (1) l m (m 3) (2) m (3) n (n 3) (4) A α, β γ α β + γ = 2 m l lm n nα nα = lm. α = lm n. m lm 2β 2β = lm β = lm 2. γ l 2. 3

DVIOUT-fujin

66 σ σ (8.1) σ = 0 0 σd = 0 (8.2) (8.2) (8.1) E ρ d = 0... d = 0 (8.3) d 1 NN K K 8.1 d σd σd M = σd = E 2 d (8.4) ρ 2 d = I M = EI ρ 1 ρ = M EI ρ EI

福大紀要 02730816/教育科学 太田 氏家

( ) s n (n = 0, 1,...) n n = δ nn n n = I n=0 ψ = n C n n (1) C n = n ψ α = e 1 2 α 2 n=0 α, β α n n! n (2) β α = e 1 2 α 2 1

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I A A441 : April 15, 2013 Version : 1.1 I Kawahira, Tomoki TA (Shigehiro, Yoshida )


(5 B m e i 2π T mt m m B m e i 2π T mt m m B m e i 2π T mt B m (m < 0 C m m (6 (7 (5 g(t C 0 + m C m e i 2π T mt (7 C m e i 2π T mt + m m C m e i 2π T

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2. 2 P M A 2 F = mmg AP AP 2 AP (G > : ) AP/ AP A P P j M j F = n j=1 mm j G AP j AP j 2 AP j 3 P ψ(p) j ψ(p j ) j (P j j ) A F = n j=1 mgψ(p j ) j AP


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1 12 CP 12.1 SU(2) U(1) U(1) W ±,Z [ ] [ ] [ ] u c t d s b [ ] [ ] [ ] ν e ν µ ν τ e µ τ (12.1a) (12.1b) u d u d +W u s +W s u (udd) (Λ = uds)

行列代数2010A

[1.1] r 1 =10e j(ωt+π/4), r 2 =5e j(ωt+π/3), r 3 =3e j(ωt+π/6) ~r = ~r 1 + ~r 2 + ~r 3 = re j(ωt+φ) =(10e π 4 j +5e π 3 j +3e π 6 j )e jωt


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Part () () Γ Part ,

8 (2006 ) X ( ) 1. X X X 2. ( ) ( ) ( 1) X (a) (b) 1: (a) (b)

1 (Contents) (1) Beginning of the Universe, Dark Energy and Dark Matter Noboru NAKANISHI 2 2. Problem of Heat Exchanger (1) Kenji

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* 1 1 (i) (ii) Brückner-Hartree-Fock (iii) (HF, BCS, HFB) (iv) (TDHF,TDHFB) (RPA) (QRPA) (v) (vi) *

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2D-RCWA 1 two dimensional rigorous coupled wave analysis [1, 2] 1 ε(x, y) = 1 ε(x, y) = ϵ mn exp [+j(mk x x + nk y y)] (1) m,n= m,n= ξ mn exp [+j(mk x

V(x) m e V 0 cos x π x π V(x) = x < π, x > π V 0 (i) x = 0 (V(x) V 0 (1 x 2 /2)) n n d 2 f dξ 2ξ d f 2 dξ + 2n f = 0 H n (ξ) (ii) H

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18 I ( ) (1) I-1,I-2,I-3 (2) (3) I-1 ( ) (100 ) θ ϕ θ ϕ m m l l θ ϕ θ ϕ 2 g (1) (2) 0 (3) θ ϕ (4) (3) θ(t) = A 1 cos(ω 1 t + α 1 ) + A 2 cos(ω 2 t + α

数値計算で学ぶ物理学 4 放物運動と惑星運動 地上のように下向きに重力がはたらいているような場においては 物体を投げると放物運動をする 一方 中心星のまわりの重力場中では 惑星は 円 だ円 放物線または双曲線を描きながら運動する ここでは 放物運動と惑星運動を 運動方程式を導出したうえで 数値シミュ

() n C + n C + n C + + n C n n (3) n C + n C + n C 4 + n C + n C 3 + n C 5 + (5) (6 ) n C + nc + 3 nc n nc n (7 ) n C + nc + 3 nc n nc n (

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n (1.6) i j=1 1 n a ij x j = b i (1.7) (1.7) (1.4) (1.5) (1.4) (1.7) u, v, w ε x, ε y, ε x, γ yz, γ zx, γ xy (1.8) ε x = u x ε y = v y ε z = w z γ yz

高知工科大学電子 光システム工学科

本文/目次(裏白)

) a + b = i + 6 b c = 6i j ) a = 0 b = c = 0 ) â = i + j 0 ˆb = 4) a b = b c = j + ) cos α = cos β = 6) a ˆb = b ĉ = 0 7) a b = 6i j b c = i + 6j + 8)

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ω 0 m(ẍ + γẋ + ω0x) 2 = ee (2.118) e iωt x = e 1 m ω0 2 E(ω). (2.119) ω2 iωγ Z N P(ω) = χ(ω)e = exzn (2.120) ϵ = ϵ 0 (1 + χ) ϵ(ω) ϵ 0 = 1 +

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.2 ρ dv dt = ρk grad p + 3 η grad (divv) + η 2 v.3 divh = 0, rote + c H t = 0 dive = ρ, H = 0, E = ρ, roth c E t = c ρv E + H c t = 0 H c E t = c ρv T

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v v = v 1 v 2 v 3 (1) R = (R ij ) (2) R (R 1 ) ij = R ji (3) 3 R ij R ik = δ jk (4) i=1 δ ij Kronecker δ ij = { 1 (i = j) 0 (i

I II

電気電子工学CH-2_1017_v2済

数学の基礎訓練I

数学 t t t t t 加法定理 t t t 倍角公式加法定理で α=β と置く. 三角関数

1.1 foliation M foliation M 0 t Σ t M M = t R Σ t (12) Σ t t Σ t x i Σ t A(t, x i ) Σ t n µ Σ t+ t B(t + t, x i ) AB () tα tαn µ Σ t+ t C(t + t,

第 4 週コンボリューションその 2, 正弦波による分解 教科書 p. 16~ 目標コンボリューションの演習. 正弦波による信号の分解の考え方の理解. 正弦波の複素表現を学ぶ. 演習問題 問 1. 以下の図にならって,1 と 2 の δ 関数を図示せよ δ (t) 2

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IA 2013 : :10722 : 2 : :2 :761 :1 (23-27) : : ( / ) (1 /, ) / e.g. (Taylar ) e x = 1 + x + x xn n! +... sin x = x x3 6 + x5 x2n+1 + (

( ) sin 1 x, cos 1 x, tan 1 x sin x, cos x, tan x, arcsin x, arccos x, arctan x. π 2 sin 1 x π 2, 0 cos 1 x π, π 2 < tan 1 x < π 2 1 (1) (

数学Ⅱ演習(足助・09夏)

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1 (1) () (3) I 0 3 I I d θ = L () dt θ L L θ I d θ = L = κθ (3) dt κ T I T = π κ (4) T I κ κ κ L l a θ L r δr δl L θ ϕ ϕ = rθ (5) l

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第Ⅱ編/労働移動と地域の発展

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1 1.1 H = µc i c i + c i t ijc j + 1 c i c j V ijklc k c l (1) V ijkl = V jikl = V ijlk = V jilk () t ij = t ji, V ijkl = V lkji (3) (1) V 0 H mf = µc

30

スライド 1

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5 c P 5 kn n t π (.5 P 7 MP π (.5 n t n cos π. MP 6 4 t sin π 6 cos π 6.7 MP 4 P P N i i i i N i j F j ii N i i ii F j i i N ii li i F j i ij li i i i

Transcription:

日本物理学会013年秋季大会 於 高知大学朝倉campus 講演1aSB-6 (013年9月1日 高スピン間の回転行列の数値評価における著しい桁落の回避方法 田嶋直樹 福井大工 1.回転演算子の角運動量固有状態基底での表現行列 D関数 をWignerの公 式で数値的に求めると 角運動量jが大きいとき著しい桁落ちが起きる j=1/ないし1との角運動量合成に関連する漸化式 で求める場合も同程 度の桁落ちが起きる. D関数をフーリエ 有限 級数で表せば非常に大きなjでも桁落ちはほと んど起きないことを示す 3.本講演では フーリエ 展開係数は数式処理で求めてデータファイルに書 き出しておき 数値計算プログラムはそれを読み込んで使う 数値計算プ ログラム内で係数を計算できる桁落ちの小さい公式を考案すべく研究中

(D Euler ϕ, θ, ψ ˆR(ϕ, θ, ψ = e iϕĵz e iθĵy e iψĵz D j mk = jm ˆR(ϕ, θ, ψ jk = e imϕ e ikψ d j mk(θ, d j mk(θ = jm e iθĵy jk Ĵy d i mk(θ D j mk Wigner Bohr-Mottelson d j mk(θ ˆR d i mk(θ 1

Wigner [1] d j mk(θ = n ( 1n t n (j, m, k; θ, n : integer in [max(0, k m,, min(j m, j + k], t n (j, m, k; θ = (j + m!(j m!(j + k!(j k! (j m n!(j + k n!(n + m k!n! (cos θ j+k m n ( θ m k+n, j j θ = π, m = k = 0 j n = j ( t n j, 0, 0; π ( t j/ j, 0, 0; π = 1 j = 1 j j! (j n!n! j! (j/!, πj j t n 1 d j mk(θ j 54 (114 Wigner ( j + 1 = j 1, j + 1 = j 1 [] [1] e.g., see M.E. Rose, Elementary Theory of Angular Momentum, 1957. [] Fast and accurate determination of the Wigner rotation matrices in the fast multipole method, H. Dachsel, J. Chem. Phys., 14, 144115 (006

d 60 0,0 ( π = 0 0.000000000000000 1-0.000000000000003 0.00000000000717 3-0.000000001015688 4 0.000000064810 5-0.0000587176415 6 0.0017394685417 7-0.193700957098 8 5.6781885730146 9-189.55436778016883* 10 4930.30910596191*** 11-101865.89061905353**** 1 169847.45669080***** 13-3155503.7834087****** 14 60971973.17156********* 15-4549643.48665******** 16 19413868191.71305********** 17-13005764080.1619********** 18 7418389580.701*********** 19-36666801607.795*********** 0 1540899133756.48************ 1-5595779170091.55************* 173770413466341.4************** 3-474337385719086.94************* 4 117374793488593.8************** 5-33774371777948.*************** 6 43660880810631.*************** 7-6717584118044.*************** 8 9330976109648.*************** 9-1136131970634956.*************** 30 1131364708546436.*************** 31-1136131970634956.*************** 3 9330976109648.*************** 33-6717584118044.***************

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d j km Wigner cos n θ m θ x = θ x = 1 cos x + 1 3 x = 3 4 3x + 3 4 x cos x = 1 cos x + 1 cos 3 x = 1 4 cos 3x + 3 4 cos x µx cos νx = 1 (µ + νx + 1 (µ νx { kθ kθ, cos 0 k n + m} d j mk(θ = n cjmk n cos nθ where n = j, j 1, for m k : 0 1 even odd for j : even odd c jmk n = 1 νπ 4π 0 d j mk(θ where ν = cos nθ dθ for m k : even odd for n = 0 m k:even 1 other wise and Wigner formula dj mk

d 7 1, 1 (θ = 144 7 ( θ 144 = 35 ( 7 t d 7 1, 3 (θ = 48 15 cos ( θ 5 ( 5 t cos ( θ = 7 15 cos ( 7 t d 4 1, (θ = 45 9 6 ( θ 48 5 ( θ 1 + cos4 ( + 15 3 t 64 cos3 3 15 cos ( 5 t cos ( θ 7 ( θ + cos3 40 ( θ ( θ 3 ( t 8 9 ( θ 4 ( θ 1 + cos5 ( θ cos6 ( θ ( θ 4 ( θ 36 ( 15 cos 3 t ( 3 15 cos θ 64 ( t 5 ( θ 48 cos5 ( θ 3 ( θ 7 = 7 (4 t 7 (3 t 3 ( t 3 t + (0 θ 3 d 4,0 (θ = 88 10 cos ( θ 6 ( θ 96 cos4 ( θ 4 ( θ 36 + cos6 ( θ ( θ 96 = 7 10 cos (4 θ +0 cos(3θ 4 10 cos ( θ +0 cos(θ 3 10 cos(0θ 64

c jmk n Maxima 0 Mathematica j max j d j mk j4. 8byte j max = 50 5MB, j max = 100 400MB, j max = 00 6.4GB d j mk(θ Wigner j m, k j (j + 1 (m, k d j mk(θ = ( 1 m k d j km(θ = ( 1 m k d j m, k(θ = d j k, m(θ 1 4 {(m, k 0 m j, k m}

cos nθ, nθ : n cos nθ, nθ nθ, cos nθ = cos θ, θ θ, cos θ n n (= cos nθ, nθ nθ, cos nθ = cos θ, θ θ, cos θ n 1 cos θ, θ θ, cos θ, cos θ = cos θ θ θ = θ cos θ nθ, cos,cos n nθ > π 4 π [ π 4, π 4 ] n

まとめ 1.回転演算子の角運動量固有状態基底での表現行列 D関数 をWignerの公式 で数値的に求めると 角運動量jが大きいとき著しい桁落ちが起きる j=1/ないし1との角運動量合成に関連する漸化式で求める場合も桁落ちに大 幅な改善は見られない. D関数をフーリエ 有限 級数で表せば非常に大きなjでも桁落ちはほとん ど起きないことを示した 3.本講演では フーリエ 展開係数は数式処理で求めてデータファイルに書き 出しておき 数値計算プログラムはそれを読み込んで使った 現在 数値計 算プログラム内で係数を計算できる桁落ちの小さい公式を考案すべく研究を 継続中である 4. 関数値が非常に小さい場合に限り Wigner公式のほうが誤差が小くなるこ とがある あらゆる用途を想定して 最終的には引数によってはWigner公式 に切り換えるようプログラムを改良すべきである