On the foundation of a variational principle for decaying systems
Description
Taking into account the circumstances that the decay of an unstable microscopic system into two fragments is established by the counting of one of the decay products in a detector, the observed exponential decay law then asserts only knowledge of the spatiotemporal behaviour of the probability density (and therewith knowledge of the decaying state) at a large finite distance from the site of decay. We therefore formulate a variational principle, of which stationary functions show this decay behaviour. In addition to the resonant wave functions there are also solutions of the variational principle, which decrease exponentially with increasing distance, i.e., functions which could be used to describe the bound states. As the time-dependent treatment shows, the decaying states cannot occur in isolation in a scattering process. The mathematical characterisation of the decaying states via a variational principle is incorporated in a theory of open physical systems. In contradiction to the variational principle of Schroedinger our principle does not provide complete knowledge of the quantum states, but this is not needed in order to describe the decay. (orig.)
Abstract (German)
Traegt man dem Umstand Rechnung, dass der Zerfall eines nicht stabilen mikroskopischen Systems in zwei Fragmente durch das Zaehlen eines der Zerfallsprodukte in einem Detektor festgestellt wird, dann erklaert das beobachtete Exponentialgesetz die Kenntnis des Raum-Zeit Verhaltens der Wahrscheinlichkeitsdichte (und damit die Kenntnis des zerfallenden Zustands) nur in einer grossen endlichen Entfernung von der Zerfallsstelle. Wir formulieren deshalb ein Variationsprinzip, in dem stationaere Funktionen dieses Zerfallsverhalten zeigen. Zusaetzlich zu den Resonanzwellenfunktionen gibt es auch Loesungen des Variationsprinzips, die exponentiell mit wachsender Entfernung abnehmen, d.h. Funktionen, die verwendet werden koennen, um gebundene Zustaende zu beschreiben. Wie die zeitabhaengige Behandlung zeigt, koennen die zerfallenden Zustaende nicht in Isolation in einem Streuprozess auftreten. Die mathematische Charakterisierung der zerfallenden Zustaende ueber ein Variationsprinzip ist verbunden mit einer Theorie offener physikalischer Systeme. Im Gegensatz zum Variationsprinzip von Schroedinger liefert unser Prinzip nicht die vollstaendige Kenntnis der Quantenzustaende; aber diese wird nicht gebraucht, um den Zerfall zu beschreiben. (orig.)Additional details
Additional titles
- Original title (German)
- Zur Begruendung eines Variationsprinzipes fuer zerfallende Systeme
Identifiers
- DOI
- 10.1007/bf01437771;
Publishing Information
- Journal Title
- Zeitschrift für Physik A Atoms and Nuclei
- Journal Volume
- 278
- Journal Issue
- 2
- Series
- Z. Phys., A.
- Journal Page Range
- 165-171
- ISSN
- 0340-2193
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 7277375
- Subject category
- S73: NUCLEAR PHYSICS AND RADIATION PHYSICS; S71: CLASSICAL AND QUANTUM MECHANICS, GENERAL PHYSICS;
- Descriptors DEI
- DECAY; NUMERICAL SOLUTION; TWO-BODY PROBLEM; VARIATIONAL METHODS; WAVE FUNCTIONS
- Descriptors DEC
- FUNCTIONS; MANY-BODY PROBLEM
Optional Information
- Notes
- 11 refs.; Updated automatically by Metadata and Full-Text Enrichment Agent