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GUE 的奇异值(少即是多)

概率论 2015-02-27 v2

摘要

一些名义上涉及高斯酉系综(GUE)特征值的性质,可以改用奇异值来表述。通过舍弃特征值的符号,我们获得了一个令人惊讶的分解:GUE 的奇异值分布为两个独立的 Laguerre 型系综的奇异值之并。鉴于众所周知的特征值排斥现象,这种独立性显得非同寻常。该分解的结构揭示,关于 GUE 大nn极限的若干现有观察结果,实际上是有限随机矩阵中已存在现象的表现。我们通过将 Hermite 多项式与参数为±\pm1/2 的广义 Laguerre 多项式相联系,将半圆律与四分之一圆律联系起来。类似地,我们将n×nn\times{}nGUE 行列式的绝对值写为nn个独立随机变量的乘积,从而对其渐近对数正态性获得新的见解。该分解还提供了 GUE 最小奇异值分布的描述,进而允许研究 GUE 矩阵条件数的主阶行为。本研究由涉及可定向映射枚举的问题所驱动,并与涉及复 Ginibre 矩阵幂次的问题相关。这项工作不可避免的结论是:GUE 的奇异值扮演着一种不可预测的重要角色,尽管事后看来线索比比皆是,但这一角色数十年来一直未被察觉。

关键词

引用

@article{arxiv.1410.7065,
  title  = {The Singular Values of the GUE (Less is More)},
  author = {Alan Edelman and Michael La Croix},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1410.7065},
  year   = {2015}
}

备注

v2 - Updated proof of Corollory 2 to make it self contained. Added references to related work on GOE. Corrected minor typos. 31 pages, 26 pdf figures (use of Adobe reader recommended)