Кіріспе

Кейбір механикалық мәселелерді шешу әдісі Классикалық механикада қимыл бұрышы айнымалылары - интеграцияланатын жүйелердегі ауыспалы ағымдардың сипатын сипаттауда пайдалы каноникалық координаттар жиынтығы, егер энергия сақталатын деңгей жиынтығы компактты болса және ауыспалы ағымдар толық болса. Күш бұрышындағы айнымалылар қозғалыс теңдеулерін шешпей-ақ тербеліс немесе айналыс қозғалысының жиілігін алуда маңызды. Олар динамиканың негізгі сипаттамасын қамтамасыз ете отырып, жүйе толықтай интеграцияланатын кезде ғана болады, яғни тәуелсіз Пуассонның ауыспалы инварианттарының саны максималды және сақталған энергия беткі қымбат. Бұл Гамильтон-Джакоби теңдеуі толық ажыратылатын және бөліну константаларын фазалық кеңістіктегі функциялар ретінде шешуге болатын кезде, әдетте, практикалық есептеу құндылығы бар. Әрекеттік бұрыш айнымалылары лагранждық инвариант Тори арқылы жапырақты анықтауға мүмкіндік береді, өйткені Пойсонның коммутациялық инварианттарымен индуцирленген ағымдар олардың бірлескен деңгейлер жиынтығында қалады, ал энергия деңгейі жиынтығының тығыздығы олар Тори екенін білдіреді. Бұрыш айнымалылары жапырақтағы координаттарды береді, онда жолаушылар ағыны сызықтық болып табылады. Классикалық гамильтондық жүйелер мен олардың Шредингер толқын механикасы әдісіндегі квантталуы арасындағы байланыс, Шредингер теңдеуінің WKB асимптотикалық тізбесіндегі жетекші реттік термин ретінде Гамильтон-Джакоби теңдеуін қарау арқылы анық көрінеді. Интегралдық жүйелер жағдайында, Бохр-Соммерфельд кванттау шарттары алғаш рет кванттық механика пайда болғанға дейін сутек атомының спектрін есептеу үшін қолданылған. Олар әрекет бұрышы айнымалыларының болуын және олардың Планк тұрақтысының толық сан көбейтінділері болуын талап етеді. Эйнштейннің ЭБК кванттауындағы интеграцияланбайтын жүйелерді кванттаудың қиындықтары туралы түсінігі осы фактіге негізделген. Әрекеттік бұрыш координаттары, сондай-ақ, Гамильтон механикасының бұзылу теориясында, әсіресе, адиабатикалық инварианттарды анықтау кезінде пайдалы. Шау-шу теориясының алғашқы нәтижелерінің бірі, кішігірім бұзылулар кезінде интеграцияланатын динамикалық жүйелердің динамикалық тұрақтылығы үшін, KAM теоремасы, онда инвариант торилердің ішінара тұрақты екендігі айтылған. Интегралдық жүйелердің қазіргі заманғы теориясында Тода торларын шешуде, Лакс жұптарын анықтауда немесе жалпы алғанда, интегралдық динамиканы сипаттайтын сызықтық оператордың изоспектрлік эволюциясында және Гамильтон формуласындағы әрекет бұрышы айнымалылары ретінде байланысты спектрлік деректерді түсіндіруде қолданылды.

Өршілу

Кейбір жағдайларда екі түрлі жалпыланған координаттардың жиіліктері бірдей болады, яғни, мұндай жағдайларда қозғалыс дегенге айналады. Дегенеративті қозғалыс қосымша жалпы сақталған шамалар бар екендігін көрсетеді; мысалы, Кеплер проблемасының жиіліктері дегенеративті, Лаплас Рунге Ленц векторының сақталуына сәйкес келеді. Дегенеративті қозғалыс сонымен қатар Гамильтон-Джакоби теңдеулері бірден көп координаталар жүйесінде толық ажыратылатындығын көрсетеді; мысалы, Кеплер проблемасы сфералық координаталар мен параболалық координаталарда толық ажыратылатын.