关于具有周期性边界条件的粒子系统的角动量平衡
经典物理
2017-08-01 v2
摘要
本文探讨了具有周期性边界条件的经典粒子系统中角动量不守恒这一众所周知的问题。研究表明，基于诺特定理 (Noether's theorem) 的传统理论无法解释最简单的例子，特别是单个粒子在周期性单元中运动时的角动量跃变。建议将周期性单元视为一个开放系统，与周围单元交换质量、动量、角动量和能量。此时，单元的行为由平衡定律而非守恒定律描述。利用角动量平衡定律表明，具有周期性边界条件的系统中角动量的变化是以下两个因素的结果：(i) 角动量通过边界的非零通量，以及 (ii) 由于单元内粒子与相邻单元中的镜像粒子之间的相互作用而作用于单元的力矩。文中提出了两个展示这两种现象的简单例子。
引用
@article{arxiv.1312.7008,
title = {On angular momentum balance for particle systems with periodic boundary conditions},
author = {Vitaly A. Kuzkin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1312.7008},
year = {2017}
}
备注
Keywords: angular momentum, periodic boundary conditions, open systems, balance laws, conservation laws, Noether theorem