Dirichlet Forms and Soft Boundary Conditions in Discrete Potential Theory
Dirichletovy formy a měkké okrajové podmínky v diskrétní teorii potenciálů
Authors
Supervisors
Reviewers
Editors
Other contributors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
České vysoké učení technické v Praze
Czech Technical University in Prague
Czech Technical University in Prague
Date
Abstract
Tato práce zavádí nový rámec měkkých okrajových podmínek pro diskrétní teorii potenciálu, kde energetické preference nahrazují pevná omezení. Dokážeme větu o kvadratických orbitách pro výpočet minimální energie za těchto podmínek pomocí součtů nad specificky definovanými měkkými orbitami. Tento rámec pak aplikujeme na kontinuální Double Well model. Hlavní věta ukazuje, že tento systém systému jde přepsat na model Isingova typuNásledně vzniklý model mazveme Gaussův-Isingův model. Interakce v tomto novém modelu jsou určeny našimi výpočty energie na základě orbitu a ve srovnání se standardním Isingovým modelem vykazuje jiné chování při nízkých a vysokých teplotách.
This thesis introduces a~novel framework of soft boundary conditions for discrete potential theory, where energetic preferences replace rigid constraints. We develop a~"Quadratic Orbit Theorem" to calculate minimal energy under these conditions using sums over specifically defined soft orbits. This framework is then applied to a~continuous double-well potential model. The Main theorem demonstrates that the partition function of this double-well system can be exactly mapped to that of an effective Ising-like model, termed the "Gauss-Ising model." The interactions in this new model are determined by our orbit-based energy calculations, and it exhibits distinct low- and high-temperature behaviours compared to the standard Ising model.
This thesis introduces a~novel framework of soft boundary conditions for discrete potential theory, where energetic preferences replace rigid constraints. We develop a~"Quadratic Orbit Theorem" to calculate minimal energy under these conditions using sums over specifically defined soft orbits. This framework is then applied to a~continuous double-well potential model. The Main theorem demonstrates that the partition function of this double-well system can be exactly mapped to that of an effective Ising-like model, termed the "Gauss-Ising model." The interactions in this new model are determined by our orbit-based energy calculations, and it exhibits distinct low- and high-temperature behaviours compared to the standard Ising model.
Description
Keywords
Clusterový rozvoj Metody kontur Korelační matice Coulombův potenciál (diskrétní) Dirichletovy formy Diskrétní Laplaceův operátor Diskrétní teorie potenciálu Potenciály s dvojitou jámou Energie ve statistické fyzice Minimalizace energie Feynmanova, Kacova formule Gauss, Isingův model Gaussovské míry Greenova funkce (diskrétní) Pevné okrajové podmínky Harmonické funkce Zpracování obrazu Isingův model Mřížové systémy Věta o orbitách Orbity Reprezentace součtem přes cesty Peierlsova podmínka Fázové přechody Pirogovova, Sinaiova teorie Polymerové modely Teorie potenciálu Kvadratické formy Náhodné cesty Náhodné procházky Měkké okrajové podmínky Statistická mechanika Superlaplacián Wickova formule Yukawův potenciál (diskrétní), Cluster Expansion, Contour Methods, Correlation Matrix, Coulomb Potential (Discrete), Dirichlet Forms, Discrete Laplacian, Discrete Potential Theory, Double-Well Potentials, Energy in Statistical Physics, Energy Minimization, Feynman-Kac Formula, Gauss-Ising Model, Gaussian Measures, Green's Function (Discrete), Hard Boundary Conditions, Harmonic Functions, Image Processing, Ising Model, Lattice Systems, Orbit Theorem Orbits Path Sum Representation, Peierls Condition, Phase Transitions, Pirogov-Sinai Theory, Polymer Models, Potential Theory, Quadratic Forms, Random Paths, Random Walks, Soft Boundary Conditions, Statistical Mechanics, Superlaplacian, Wick's Formula, Yukawa Potential (Discrete)