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Annales De L Institut Henri Poincare-physique Theorique

Feynman maps, Cameron-Martin formulae and anharmonic oscillators

David Elworthy, Aubrey Truman

Published Jan 1, 1984• 95 citations
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Abstract

A Cameron-Martin formula is established for the Feynman map definition of the Feynman integral in non-relativistic quantum mechanics. This formula involves the Morse or Maslov indices and shows the connection with the Feynman-Hibbs definition of the path integral and the Fresnel integrals of Albeverio and Hoegh-Krohn. Applications are given to the Feynman-Kac-Ito formula for anharmonic oscillator potentials On etablit une formule de Cameron-Martin pour l'integrale de Feynman en mecanique quantique non relativiste. Cette formule fait intervenir les indices de Morse et de Maslov et montre la relation avec la definition de Feynman-Hibbs de l'integrale de chemins et les integrales de Fresnel considerees par Albeverio et Hoegh-Krohn. On donne des applications a la formule de Feynman-Kac-Ito pour des potentiels d'oscillateurs anharmoniques

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Feynman maps without improper integrals

Pavel Exner, G. I. Kolerov

The Feynman maps introduced first by Truman are examined. The domain considered here consists of the Fresnel-integrable functions in the sense of Albeverio and Hoegh-Krohn; extensions to wider classes of functions will be studied in the following paper. The original definition of the F-maps is slightly modified: we start from the underlying measures on the Hilbert space of paths in order to avoid use of improper integrals. Some new properties of the F-maps are derived. In particular, the dominated convergence theorem is shown to be not valid for the F1-map (or Feynman integral); this fact is of a certain importance for the classical limit of quantum mechanics.

•Jan 1, 1980•0 citations

The Feynman maps and the Wiener integral

Aubrey Truman

By introducing the family of Feynman maps ℱs, we show that our earlier definition of the Feynman path integral ℱ=ℱ1 can be obtained as the analytic continuation of the Wiener integral E =ℱ−i. This leads to some new results for the Wiener and Feynman integrals. We establish a translation and Cameron–Martin formula for the Feynman maps ℱs, having applications to nonrelativistic quantum mechanics. We also estalish a (weak) dominated convergence theorem for ℱ1=ℱ.

Journal of Mathematical Physics•Aug 1, 1978•53 citations

Richard Feynman and quantum mechanics : genesis, development and longevity of the concept of path integral

Alain Bousselin

Après le bouleversement à la fois intellectuel et philosophique qu'ont suscité la théorie des quanta et celle de la relativité restreinte, le vingtième siècle a été confronté au besoin d'approfondir la nature exacte des interactions fondamentales.La contribution du physicien Richard Feynman (11 mai 1918 - 15 février 1988) dans l'étude de ces interactions concerne notre travail. Pour cela Feynman suggéra, avec beaucoup d'audace, la formulation mathématique des intégrales de chemins.Les travaux de Feynman en mécanique quantique à travers la genèse, le développement et la pérennité du concept d'intégrale de chemins constituent l'objet de notre thèse.La thèse est structurée en neuf chapitres:Le premier chapitre se situe entre 1900 et 1941 et concerne la partie historique de la mécanique quantique. Nous trouvons aussi li description d'un panorama complet (1927 à 1941) des problèmes de cette nouvelle physique associée au couplageentre les champs électromagnétiques et les charges électriques au niveau quantique.Le deuxième chapitre se situe entre 1935 et 1939 et correspond à la période pendant laquelle Feynman est étudiant au Massachusetts Institut ofîechnology. Il met en valeur la manière dont Feynman s'est construit, afin de comprendre lanature de l'homme, son mode de pensée et son originalité. Il permet de déceler l'origine de sa motivation en prenant acte de ce qui ne le satisfaisait pas dans les théories quantiques de l'époque.Le troisième chapitre est situé dans la période allant de 1939 à 1941. Il correspond aux années de Feynman à Princeton en vue d'obtenir son doctorat. Nous traçons en détail l'histoire de ses différentes étapes de recherche qui vont peu à peu l'orienter vers la découverte de l'intégrale de chemins en terminant par la manière dont il retrouve en 1941 l'équation de Schrodinger.Le quatrième chapitre montre les réflexions et le travail de Feynman concernant la construction de l'action qui fera l'objet de sa thèse de doctorat présentée en juin 1942 et d'autre part comment il relie la fonction d'onde au Lagrangien afin de voir se dessiner tout naturellement la notion de chemins d'une particule dans l'espace-temps.Le cinquième chapitre couvrant une période allant de 1942 à 1948 est focalisé sur l'idée pour Feynman de bâtir un nouveau formalisme en mécanique quantique, basé sur la construction d'une intégrale comprenant comme variable d'intégration une fonction représentant tous les chemins que peut prendre une particule dans l'espace-temps.Le sixième chapitre concerne les deux importantes publications de septembre 1949 qui consistent en la mise en forme de dessins permettant de visualiser l'intégrale de chemins . Nous montrons aussi la méthode de calcul allouée à ces diagrammes.Dans le septième chapitre, nous examinons les travaux de divers mathématiciens (de 1951 à 2020) qui tentent d'apporter un cadre rigoureux aux intégrales de chemins selon différentes approches.Les huitième et neuvième chapitres sont dédiés à la recherche et à l'étude de la pérennité de l'intégrale de chemins respectivement d'une part à travers la théorie quantique des champs et d'autre part à travers les travaux en mathématique pure pouvant faciliter des connexions entre leurs différentes branches, allant même jusqu'à extrapoler des nouveaux points de vue.

•May 27, 2021•0 citations

Richard Feynman et la mécanique quantique : genèse, développement et pérennité du concept d'intégrale de chemins

Alain Bousselin

Après le bouleversement à la fois intellectuel et philosophique qu'ont suscité la théorie des quanta et celle de la relativité restreinte, le vingtième siècle a été confronté au besoin d'approfondir la nature exacte des interactions fondamentales.La contribution du physicien Richard Feynman (11 mai 1918 - 15 février 1988) dans l'étude de ces interactions concerne notre travail. Pour cela Feynman suggéra, avec beaucoup d'audace, la formulation mathématique des intégrales de chemins.Les travaux de Feynman en mécanique quantique à travers la genèse, le développement et la pérennité du concept d'intégrale de chemins constituent l'objet de notre thèse.La thèse est structurée en neuf chapitres:Le premier chapitre se situe entre 1900 et 1941 et concerne la partie historique de la mécanique quantique. Nous trouvons aussi li description d'un panorama complet (1927 à 1941) des problèmes de cette nouvelle physique associée au couplageentre les champs électromagnétiques et les charges électriques au niveau quantique.Le deuxième chapitre se situe entre 1935 et 1939 et correspond à la période pendant laquelle Feynman est étudiant au Massachusetts Institut ofîechnology. Il met en valeur la manière dont Feynman s'est construit, afin de comprendre lanature de l'homme, son mode de pensée et son originalité. Il permet de déceler l'origine de sa motivation en prenant acte de ce qui ne le satisfaisait pas dans les théories quantiques de l'époque.Le troisième chapitre est situé dans la période allant de 1939 à 1941. Il correspond aux années de Feynman à Princeton en vue d'obtenir son doctorat. Nous traçons en détail l'histoire de ses différentes étapes de recherche qui vont peu à peu l'orienter vers la découverte de l'intégrale de chemins en terminant par la manière dont il retrouve en 1941 l'équation de Schrodinger.Le quatrième chapitre montre les réflexions et le travail de Feynman concernant la construction de l'action qui fera l'objet de sa thèse de doctorat présentée en juin 1942 et d'autre part comment il relie la fonction d'onde au Lagrangien afin de voir se dessiner tout naturellement la notion de chemins d'une particule dans l'espace-temps.Le cinquième chapitre couvrant une période allant de 1942 à 1948 est focalisé sur l'idée pour Feynman de bâtir un nouveau formalisme en mécanique quantique, basé sur la construction d'une intégrale comprenant comme variable d'intégration une fonction représentant tous les chemins que peut prendre une particule dans l'espace-temps.Le sixième chapitre concerne les deux importantes publications de septembre 1949 qui consistent en la mise en forme de dessins permettant de visualiser l'intégrale de chemins . Nous montrons aussi la méthode de calcul allouée à ces diagrammes.Dans le septième chapitre, nous examinons les travaux de divers mathématiciens (de 1951 à 2020) qui tentent d'apporter un cadre rigoureux aux intégrales de chemins selon différentes approches.Les huitième et neuvième chapitres sont dédiés à la recherche et à l'étude de la pérennité de l'intégrale de chemins respectivement d'une part à travers la théorie quantique des champs et d'autre part à travers les travaux en mathématique pure pouvant faciliter des connexions entre leurs différentes branches, allant même jusqu'à extrapoler des nouveaux points de vue.

•May 27, 2021•0 citations

Hamiltonian Feynman path integrals via the Chernoff formula

Oleg Georgievich Smolyanov, A. G. Tokarev, Aubrey Truman

The main aim of the present paper is using a Chernoff theorem (i.e., the Chernoff formula) to formulate and to prove some rigorous results on representations for solutions of Schrödinger equations by the Hamiltonian Feynman path integrals (=Feynman integrals over trajectories in the phase space). The corresponding theorem is related to the original (Feynman) approach to Feynman path integrals over trajectories in the phase space in much the same way as the famous theorem of Nelson is related to the Feynman approach to the Feynman path integral over trajectories in the configuration space. We also give a representation for solutions of some Schrödinger equations by a series which represents an integral with respect to the complex Poisson measure on trajectories in the phase space.

Journal of Mathematical Physics•Sep 26, 2002•121 citations

Recherches sur la nouvelle théorie des quanta

E. Császár

L'auteur démontre que la fonction ψ figurant dans l'équation fondamentale (équation de l'amplitude) de la mécanique ondulatoire appartenant au mouvement simplement périodique d'un point matériel, possède la propriété suivante : [FORMULE] où τ désigne la période, Δ l'opérateur de Laplace, est invariant adiabatique, si l'on assujettit l'un des paramètres du mouvement à une variation très lente ; les coordonnées figurant dans ψ sont déterminées comme fonctions du temps à l'aide des équations du mouvement de la mécanique classique Cette intégrale est dans un rapport étroit avec les anciennes intégrales des quanta L'auteur applique le théorème démontré à des cas spéciaux : à l'oscillateur harmonique et à l'ellipse de Képler. Il en fait également application à la théorie des perturbations : il résout le problème de l'oscillateur anharmonique et calcule les principales formules de thermodynamique par rapport à un système constitué d'oscillateurs anharmoniques.

Journal de physique•Jan 1, 1931•0 citations
A Cameron-Martin formula is established for the Feynman map definition of the Feynman integral in non-relativistic quantum mechanics. This formula involves the Morse or Maslov indices and shows the connection with the Feynman-Hibbs definition of the path integral and the Fresnel integrals of Albeverio and Hoegh-Krohn. Applications are given to the Feynman-Kac-Ito formula for anharmonic oscillator potentials On etablit une formule de Cameron-Martin pour l'integrale de Feynman en mecanique quantique non relativiste. Cette formule fait intervenir les indices de Morse et de Maslov et montre la relation avec la definition de Feynman-Hibbs de l'integrale de chemins et les integrales de Fresnel considerees par Albeverio et Hoegh-Krohn. On donne des applications a la formule de Feynman-Kac-Ito pour des potentiels d'oscillateurs anharmoniques
The Feynman maps introduced first by Truman are examined. The domain considered here consists of the Fresnel-integrable functions in the sense of Albeverio and Hoegh-Krohn; extensions to wider classes of functions will be studied in the following paper. The original definition of the F-maps is slightly modified: we start from the underlying measures on the Hilbert space of paths in order to avoid use of improper integrals. Some new properties of the F-maps are derived. In particular, the dominated convergence theorem is shown to be not valid for the F1-map (or Feynman integral); this fact is of a certain importance for the classical limit of quantum mechanics.
Après le bouleversement à la fois intellectuel et philosophique qu'ont suscité la théorie des quanta et celle de la relativité restreinte, le vingtième siècle a été confronté au besoin d'approfondir la nature exacte des interactions fondamentales.La contribution du physicien Richard Feynman (11 mai 1918 - 15 février 1988) dans l'étude de ces interactions concerne notre travail. Pour cela Feynman suggéra, avec beaucoup d'audace, la formulation mathématique des intégrales de chemins.Les travaux de Feynman en mécanique quantique à travers la genèse, le développement et la pérennité du concept d'intégrale de chemins constituent l'objet de notre thèse.La thèse est structurée en neuf chapitres:Le premier chapitre se situe entre 1900 et 1941 et concerne la partie historique de la mécanique quantique. Nous trouvons aussi li description d'un panorama complet (1927 à 1941) des problèmes de cette nouvelle physique associée au couplageentre les champs électromagnétiques et les charges électriques au niveau quantique.Le deuxième chapitre se situe entre 1935 et 1939 et correspond à la période pendant laquelle Feynman est étudiant au Massachusetts Institut ofîechnology. Il met en valeur la manière dont Feynman s'est construit, afin de comprendre lanature de l'homme, son mode de pensée et son originalité. Il permet de déceler l'origine de sa motivation en prenant acte de ce qui ne le satisfaisait pas dans les théories quantiques de l'époque.Le troisième chapitre est situé dans la période allant de 1939 à 1941. Il correspond aux années de Feynman à Princeton en vue d'obtenir son doctorat. Nous traçons en détail l'histoire de ses différentes étapes de recherche qui vont peu à peu l'orienter vers la découverte de l'intégrale de chemins en terminant par la manière dont il retrouve en 1941 l'équation de Schrodinger.Le quatrième chapitre montre les réflexions et le travail de Feynman concernant la construction de l'action qui fera l'objet de sa thèse de doctorat présentée en juin 1942 et d'autre part comment il relie la fonction d'onde au Lagrangien afin de voir se dessiner tout naturellement la notion de chemins d'une particule dans l'espace-temps.Le cinquième chapitre couvrant une période allant de 1942 à 1948 est focalisé sur l'idée pour Feynman de bâtir un nouveau formalisme en mécanique quantique, basé sur la construction d'une intégrale comprenant comme variable d'intégration une fonction représentant tous les chemins que peut prendre une particule dans l'espace-temps.Le sixième chapitre concerne les deux importantes publications de septembre 1949 qui consistent en la mise en forme de dessins permettant de visualiser l'intégrale de chemins . Nous montrons aussi la méthode de calcul allouée à ces diagrammes.Dans le septième chapitre, nous examinons les travaux de divers mathématiciens (de 1951 à 2020) qui tentent d'apporter un cadre rigoureux aux intégrales de chemins selon différentes approches.Les huitième et neuvième chapitres sont dédiés à la recherche et à l'étude de la pérennité de l'intégrale de chemins respectivement d'une part à travers la théorie quantique des champs et d'autre part à travers les travaux en mathématique pure pouvant faciliter des connexions entre leurs différentes branches, allant même jusqu'à extrapoler des nouveaux points de vue.
Après le bouleversement à la fois intellectuel et philosophique qu'ont suscité la théorie des quanta et celle de la relativité restreinte, le vingtième siècle a été confronté au besoin d'approfondir la nature exacte des interactions fondamentales.La contribution du physicien Richard Feynman (11 mai 1918 - 15 février 1988) dans l'étude de ces interactions concerne notre travail. Pour cela Feynman suggéra, avec beaucoup d'audace, la formulation mathématique des intégrales de chemins.Les travaux de Feynman en mécanique quantique à travers la genèse, le développement et la pérennité du concept d'intégrale de chemins constituent l'objet de notre thèse.La thèse est structurée en neuf chapitres:Le premier chapitre se situe entre 1900 et 1941 et concerne la partie historique de la mécanique quantique. Nous trouvons aussi li description d'un panorama complet (1927 à 1941) des problèmes de cette nouvelle physique associée au couplageentre les champs électromagnétiques et les charges électriques au niveau quantique.Le deuxième chapitre se situe entre 1935 et 1939 et correspond à la période pendant laquelle Feynman est étudiant au Massachusetts Institut ofîechnology. Il met en valeur la manière dont Feynman s'est construit, afin de comprendre lanature de l'homme, son mode de pensée et son originalité. Il permet de déceler l'origine de sa motivation en prenant acte de ce qui ne le satisfaisait pas dans les théories quantiques de l'époque.Le troisième chapitre est situé dans la période allant de 1939 à 1941. Il correspond aux années de Feynman à Princeton en vue d'obtenir son doctorat. Nous traçons en détail l'histoire de ses différentes étapes de recherche qui vont peu à peu l'orienter vers la découverte de l'intégrale de chemins en terminant par la manière dont il retrouve en 1941 l'équation de Schrodinger.Le quatrième chapitre montre les réflexions et le travail de Feynman concernant la construction de l'action qui fera l'objet de sa thèse de doctorat présentée en juin 1942 et d'autre part comment il relie la fonction d'onde au Lagrangien afin de voir se dessiner tout naturellement la notion de chemins d'une particule dans l'espace-temps.Le cinquième chapitre couvrant une période allant de 1942 à 1948 est focalisé sur l'idée pour Feynman de bâtir un nouveau formalisme en mécanique quantique, basé sur la construction d'une intégrale comprenant comme variable d'intégration une fonction représentant tous les chemins que peut prendre une particule dans l'espace-temps.Le sixième chapitre concerne les deux importantes publications de septembre 1949 qui consistent en la mise en forme de dessins permettant de visualiser l'intégrale de chemins . Nous montrons aussi la méthode de calcul allouée à ces diagrammes.Dans le septième chapitre, nous examinons les travaux de divers mathématiciens (de 1951 à 2020) qui tentent d'apporter un cadre rigoureux aux intégrales de chemins selon différentes approches.Les huitième et neuvième chapitres sont dédiés à la recherche et à l'étude de la pérennité de l'intégrale de chemins respectivement d'une part à travers la théorie quantique des champs et d'autre part à travers les travaux en mathématique pure pouvant faciliter des connexions entre leurs différentes branches, allant même jusqu'à extrapoler des nouveaux points de vue.
The main aim of the present paper is using a Chernoff theorem (i.e., the Chernoff formula) to formulate and to prove some rigorous results on representations for solutions of Schrödinger equations by the Hamiltonian Feynman path integrals (=Feynman integrals over trajectories in the phase space). The corresponding theorem is related to the original (Feynman) approach to Feynman path integrals over trajectories in the phase space in much the same way as the famous theorem of Nelson is related to the Feynman approach to the Feynman path integral over trajectories in the configuration space. We also give a representation for solutions of some Schrödinger equations by a series which represents an integral with respect to the complex Poisson measure on trajectories in the phase space.
L'auteur démontre que la fonction ψ figurant dans l'équation fondamentale (équation de l'amplitude) de la mécanique ondulatoire appartenant au mouvement simplement périodique d'un point matériel, possède la propriété suivante : [FORMULE] où τ désigne la période, Δ l'opérateur de Laplace, est invariant adiabatique, si l'on assujettit l'un des paramètres du mouvement à une variation très lente ; les coordonnées figurant dans ψ sont déterminées comme fonctions du temps à l'aide des équations du mouvement de la mécanique classique Cette intégrale est dans un rapport étroit avec les anciennes intégrales des quanta L'auteur applique le théorème démontré à des cas spéciaux : à l'oscillateur harmonique et à l'ellipse de Képler. Il en fait également application à la théorie des perturbations : il résout le problème de l'oscillateur anharmonique et calcule les principales formules de thermodynamique par rapport à un système constitué d'oscillateurs anharmoniques.