Nota: Continuamos con la notación simpléctica. Ejemplo
2.
Ejemplo 2:
a-) Encontrar las condiciones que han de satisfacer
,
,
,
y
para
que la siguiente transformación:

Comprobar que para
la
transformación es canónica.
c-.) Encontrar una función generatriz F1(q,
Q) para esta transformación.
d-.) Dado el hamiltoniano
,
encontrar q(t) y p(t) cuando q(0) =
3/2 y p(0) = 1
Aplicaremos la condición de canonicidad 

Incidentalmente, en este punto ya es fácil
(ch2x-sh2x=1) ver que se cumplen las
condiciones del apartado b). Recordando con unas tablas
(Spiegel y Abellanas) las fórmulas de adición de las funciones
hiperbólicas, se puede hacer un poco más compacta y simétrica esta
expresión:

Cuando
se
obtiene:
Por
tanto, esta transformación es canónica.
Escribiendo ahora p y P en función de q y
Q en esta transformación particular, e integrando, se
obtiene la función generatriz F1:

Para encontrar unas expresiones de q(t) y p(t), se acude a las
ecuaciones de Hamilton y a la hamiltoniana que se nos ofrece:

Resolviendo para q(t) y p(t):
donde A y B son las constantes de integración. Se ha
dejado para más tarde la tarea de eliminar la dependencia de
p respecto de q. Imponiendo ahora las condiciones
iniciales se obtienen dichas constantes, y posteriormente, las
expresiones buscadas:

donde ya finalmente se ha eliminado la dependencia que nos faltaba,
quedando p en función únicamente de t. Fijémonos ahora de
nuevo en los subíndices. Sería una gran ventaja que los de los
elementos de alguna matriz fueran a corresponder con los de los
corchetes de Poisson respecto de las variables canónicas. Haciendo
corresponder dichos índices, se define la matriz corchete de
Poisson de dos funciones cualquiera (u, v), de las
variables canónicas (q, p) de la manera que
sigue:

Es decir, cada elemento Pjk estará conformado por el corchete de
Poisson de dichas jk funciones. Como es bien sabido, las parejas de
subíndices de los elementos de una matriz se crean a partir de los
subíndices de dos vectores a los que se ha efectuado un producto
diádico, y en este caso cada uno tiene 2N componentes. Se
roza de esta manera el álgebra de tensores, y se abre una puerta
para su exploración distinta de la puramente matemática, y que
debemos hacer discurrir hacia la geometría subyacente en el álgebra
de Riemann y en la Relatividad General. Recuérdese que desde este
enfoque las matrices representan a operadores.
Con una nomenclatura similar a la anterior se define la matriz
corchete de Lagrange, en la que los coeficientes de la matriz
L están formados por los corchetes de Lagrange de dos
funciones:

Veamos de una forma algo más detallada cómo se ve la relación
existente entre estos dos corchetes bajo la notación simpléctica.
Para cualquier pareja de funciones (uj, uk)
de las variables canónicas (qi, pi),
donde
los
elementos de la matriz
serán:
y
en general

De la misma manera se escriben los coeficientes de la matriz L
mediante los corchetes de Lagrange:


Veamos ahora cómo es la matriz
,
utilizando las propiedades de los corchetes:

Es decir,
es
una matriz antisimétrica, luego:

Esta matriz se puede "visualizar" también de la
siguiente manera: Sea uk la matriz columna de orden
2N formada por todas las funciones uk.
Despliéguese ahora para cada función una fila con 2N
elementos, pertenecientes a cada coordenada qi y
pi, con lo que obtenemos una matriz u cuadrada de
orden 2N. Entonces el corchete de Poisson:

Lo mismo se aplica a la matriz L:

Aplicando entonces la relación existente entre estos dos corchetes
de Lagrange y de Poisson:

Para intentar justificar este resultado, extendamos los elementos
de la matriz
t
L para ver que forma tienen:
y
en general:

Como se ve, hay que efectuar el producto de las dos series finitas
sobre las coordenadas y posteriormente comprobar que se
cumple:
donde
es la
delta de Kronecker. A pesar de la complejidad de la notación, las
propiedades de los corchetes de Poisson hacen de su resolución una
cuestión más de organización que de dificultad matemática.
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