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Separabilidad Espacios de Hilbert /Espacios topológicos

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  • 1r ciclo Separabilidad Espacios de Hilbert /Espacios topológicos

    Estaba leyendo la parte de herramientas matemáticas de un libro de cuántica y llego a la definición de Separable (que me dije, ah esto me suena de topología, pero resulta que no es lo mismo, lo cual me esta rallando). A ver si alguien me puede resolver la duda o explicarme almenos porque lo llaman igual . Bueno empecemos:

    Un espacio de Hilbert es separable si sucesión de Cauchy tal que [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]

    En un espacio topológico es separable si existe un subconjunto (S) denso y numerable.

    Ahora como sabemos que el espacio de Hilbert tiene una norma inducida por el producto escalar, definamos una distancia inducida por la norma con lo cual tenemos un espacio métrico (de donde podemos definir una topología inducida), ahora si miramos los requisitos de separabilidad de la topología, vemos un subconjunto de elemntos del espacio numerable (el conjunto definido por los elementos de la succesión de cauchy del espacio de hilbert separable lo es), este conjunto ha de ser denso, como estamo en un espacio métrico, equivale a que[Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] (lo cual identificando X como H en la topología inducida y S como el conjunto con los elemntos de la sucesión de Cauchy da que, S es denso), por tanto si se cumple la condición de separabilidad para un espacio de Hilbert también se cumple la de separabilidad de topología, pero al reves po parece ser cierto (el ejemplo típico de que R es separable es Q, a ver quien mete todos los números racionales en una succesión de Cauchy )

    La pregunta concreta es, existe algún mótivo para que en un espació de Hilbert la separabilidad venga dada por esa definición (no se quizas no estoy teniendo en cuenta alguna propiedad del espació de Hilber), en realidad es que no me gusta tener dos definiciones para un "mismo" concepto y tan parecidas, así que si alguien sabe alguna relación de lo 2 conceptos aunque sea en encantado de leerla.

    P.D. Mirando en wikipedia (versión inglesa) los espacios de Hilbert lo ponen en la parte de ejemplos de espacios separables (con la condición de que existe una base ortonormal numerable), así que supongo que la definición para espacio de Hilbert se debe a algún corolario debido alguna otra propiedad que no estoy teniendo en cuenta (en la wikipedia en versión español la primera linea es la definición para espacios topológicos y la segunda para espacios de Hilbert lo que me llevo a pensar que no serian del todo equivalentes ¬¬)
    Última edición por Dj_jara; 14/02/2009, 08:39:56.
    "No one expects to learn swimming without getting wet"
    \displaystyle E_o \leq \frac{\langle \psi | H | \psi \rangle}{\langle \psi | \psi \rangle}

  • #2
    Re: Separabilidad Espacios de Hilbert /Espacios topológicos

    Es una gran pregunta... yo miraría el concepto de convergencia débil... y de como esto induce una topología, donde tiene sentido el concepto de separabilidad.

    Efectivamente las definiciones están relacionadas entre si.
    sigpic¿Cuántos plátanos hacen falta para enseñarle cuántica a un mono?

    Comentario


    • #3
      Re: Separabilidad Espacios de Hilbert /Espacios topológicos

      Hola.

      Hmm... Dj_jara, me parece rara la definicion de separabilidad en espacios de Hilbert que pones, no se tal vez le faltan algunos símbolos de existencia o algo más por ahí?, pues en principio una sucesiíon de Cauchy es acotada (un espacio de Hilbert no) y por ahi ya hay problemas.... Como bien dices la definición en espacios topológicos es que exista un subconjunto denso numerable en el espacio.

      Si estamos en un espacio métrico, la separabilidad también es equivalente a que exista una base numerable de abiertos (de la topología inducida por la métrica del espacio) y esto a su vez es equivalente a que cualquier cubrimiento por abiertos del espacio admite un subcubrimiento a lo más numerable. Como un espacio de Hilbert es un espacio métrico, cualquiera de estas caracterizaciones de separabilidad funciona, más aún, gracias a la completitud del espacio y a la existencia de un producto interno, se puede mostrar que un espacio de Hilber es separable si, y sólo si, admite un subconjunto ortonormal maximal numerable (es decir una base de Shauder numerable), más aún, todo espacio de Hilbert separable es isomorfo isométrico a .

      Hmm... sobre lo de convegencia débil no estoy muy seguro, pues como sabemos en un espacio vectorial normado, en general (en dimensión infinita) la topología inducida por la norma tiene muchos más abiertos (y por tanto menos compactos) que la topología débil inducida por las funcionales lineales continuas, asi que hay una gran posibilidad de que un espacio sea separable con la topología débil pero que no sea separable para la topología indcida por su norma.

      Para poder dar alguna opinión más precisa acerca de la definición que pones me gustaría estar seguro que es exáctamente la que figura en el liro que mencionas.

      Saludos.

      P.D: En todo caso siempre puedes ver cualquier libro de análisis funcional donde se definen estas cosas y se dan caracterizaciones para espacios de Hilbert.

      Comentario


      • #4
        Re: Separabilidad Espacios de Hilbert /Espacios topológicos

        Gracias tanto a Entro como a Eichs por responder.

        Para poder dar alguna opinión más precisa acerca de la definición que pones me gustaría estar seguro que es exactamente la que figura en el libro que mencionas.
        La definición del libro es esa (que naturalmente deberá ser equivalente a la de la existencia de una base ortonormal contable, si encuentro alguna demostración ya lo pondre, a ver si el lunes me puedo pasar por la biblioteca)
        "No one expects to learn swimming without getting wet"
        \displaystyle E_o \leq \frac{\langle \psi | H | \psi \rangle}{\langle \psi | \psi \rangle}

        Comentario


        • #5
          Re: Separabilidad Espacios de Hilbert /Espacios topológicos

          Este es un excelente texto para lo que buscas:

          http://www.math.ru.nl/~landsman/HSQM2006.pdf
          sigpic¿Cuántos plátanos hacen falta para enseñarle cuántica a un mono?

          Comentario


          • #6
            Re: Separabilidad Espacios de Hilbert /Espacios topológicos

            Hola.

            En el segundo capítulo de estas notas, entre las páginas 27 y 31

            http://www.mat.univie.ac.at/~gerald/ftp/book-fa/fa.pdf

            También hay algo relacionado con los espacios de Hilbert Separables.

            Saludos.

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