1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

الرياضيات : التفاضل و التكامل :

Wigner 3j-Symbol

المؤلف:  Abramowitz, M. and Stegun, I. A.

المصدر:  "Vector-Addition Coefficients." §27.9 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover

الجزء والصفحة:  ...

16-4-2019

4185

Wigner 3j-Symbol

 

The Wigner 3j-symbols (j_1 j_2 j_3; m_1 m_2 m_3), also known as "3j symbols" (Messiah 1962, p. 1056) or Wigner coefficients (Shore and Menzel 1968, p. 275) are quantities that arise in considering coupled angular momenta in two quantum systems.

 

They are returned by the Wolfram Language function ThreeJSymbol[<span style={" src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/Wigner3j-Symbol/Inline4.gif" style="height:14px; width:5px" />j1m1<span style=}" src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/Wigner3j-Symbol/Inline5.gif" style="height:14px; width:5px" />, <span style={" src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/Wigner3j-Symbol/Inline6.gif" style="height:14px; width:5px" />j2m2<span style=}" src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/Wigner3j-Symbol/Inline7.gif" style="height:14px; width:5px" />, <span style={" src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/Wigner3j-Symbol/Inline8.gif" style="height:14px; width:5px" />j3m3<span style=}" src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/Wigner3j-Symbol/Inline9.gif" style="height:14px; width:5px" />].

The parameters of the 3j symbol (j_1 j_2 J; m_1 m_2 -M) (where m_3 has been written as -M) are either integers or half-integers. Additionally, they satisfy the follow selection rules (Messiah 1962, pp. 1054-1056; Shore and Menzel 1968, p. 272).

1. m_1 in <span style={-|j_1|,...,|j_1|}" src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/Wigner3j-Symbol/Inline14.gif" style="height:14px; width:117px" />, m_2 in <span style={-|j_2|,...,|j_2|}" src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/Wigner3j-Symbol/Inline15.gif" style="height:14px; width:117px" />, and M in <span style={-|J|,...,|J|}" src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/Wigner3j-Symbol/Inline16.gif" style="height:14px; width:104px" />.

2. m_1+m_2=M.

3. The triangular inequalities |j_1-j_2|<=J<=j_1+j_2.

4. Integer perimeter rule: j_1+j_2+J is an integer.

Note that not all these rules are independent, since rule (4) is implied by the other three. If these conditions are not satisfied, (j_1 j_2 J; m_1 m_2 -M)=0.

The Wigner 3j-symbols have the symmetries

(j_1 j_2 j; m_1 m_2 m) = (j_2 j j_1; m_2 m m_1)

(1)

= (j j_1 j_2; m m_1 m_2)

(2)

= (-1)^(j_1+j_2+j)(j_2 j_1 j; m_2 m_1 m)

(3)

= (-1)^(j_1+j_2+j)(j_1 j j_2; m_1 m m_2)

(4)

= (-1)^(j_1+j_2+j)(j j_2 j_1; m m_2 m_1)

(5)

= (-1)^(j_1+j_2+j)(j_1 j_2 j; -m_1 -m_2 -m)

(6)

(Messiah 1962, p. 1056).

The 3j-symbols can be computed using the Racah formula

(7)

where Delta(abc) is a triangle coefficient,

(8)

and the sum is over all integers t for which the factorials in f(t) all have nonnegative arguments (Messiah 1962, p. 1058; Shore and Menzel 1968, p. 273). In particular, the number of terms is equal to nu+1, where nu is the smallest of the nine numbers

(9)

(Messiah 1962, p. 1058).

The symbols obey the orthogonality relations

(10)

(11)

where delta_(ij) is the Kronecker delta.

General formulas are very complicated, but some specific cases are

(l l 0; m -m 0) = ((-1)^(l-m))/(sqrt(2l+1))

(12)

(j_1 j_2 j_1+j_2; m_1 m_2 -M) =

(13)

(j_1 j_2 j; j_1 -j_1 -m) =

(14)

(j_1 j_2 j; 0 0 0) =

(15)

for J=j_1+j_2+j (Condon and Shortley 1951, pp. 76-77; Messiah 1962, pp. 1058-1060; Shore and Menzel 1968, p. 275; Abramowitz and Stegun 1972, pp. 1006-1010).

For spherical harmonics Y_l^m(theta,phi),

(16)

For values of l_3 obeying the triangle condition Delta(l_1l_2l_3),

(17)

and

 1/2intP_(l_1)(costheta)P_(l_2)(costheta)P_(l_3)(costheta)sinthetadtheta=(l_1 l_2 l_3; 0 0 0)^2.

(18)

They can be expressed using the related Clebsch-Gordan coefficients  (Condon and Shortley 1951, pp. 74-75; Wigner 1959, p. 206), or Racah V-coefficients V(j_1j_2j;m_1m_2m).

Connections among the Wigner 3j-, Clebsch-Gordan, and Racah V-symbols are given by

 (j_1j_2m_1m_2|j_1j_2jm)=(-1)^(m+j_1-j_2)sqrt(2j+1)(j_1 j_2 j; m_1 m_2 -m)

(19)

 (j_1j_2m_1m_2|j_1j_2jm)=(-1)^(j+m)sqrt(2j+1)V(j_1j_2j;m_1m_2-m)

(20)

 V(j_1j_2j;m_1m_2m)=(-1)^(-j_1+j_2+j)(j_1 j_2 j_1; m_2 m_1 m_2).

(21)


 

REFERENCES:

Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). "Vector-Addition Coefficients." §27.9 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, pp. 1006-1010, 1972.

Biedenharn, L. C. and Louck, J. D. The Racah-Wigner Algebra in Quantum Theory. Reading, MA: Addison-Wesley, 1981.

Biedenharn, L. C. and Louck, J. D. Angular Momentum in Quantum Physics: Theory and Applications. Reading, MA: Addison-Wesley, 1981.

Condon, E. U. and Shortley, G. The Theory of Atomic Spectra. Cambridge, England: Cambridge University Press, 1951.

de Shalit, A. and Talmi, I. Nuclear Shell Theory. New York: Academic Press, 1963.

Edmonds, A. R. Angular Momentum in Quantum Mechanics, 2nd ed., rev. printing. Princeton, NJ: Princeton University Press, 1968.

Gordy, W. and Cook, R. L. Microwave Molecular Spectra, 3rd ed. New York: Wiley, pp. 804-811, 1984.

Messiah, A. "Clebsch-Gordan (C.-G.) Coefficients and '3j' Symbols." Appendix C.I in Quantum Mechanics, Vol. 2. Amsterdam, Netherlands: North-Holland, pp. 1054-1060, 1962.

Racah, G. "Theory of Complex Spectra. II." Phys. Rev. 62, 438-462, 1942.

Rose, M. E. Elementary Theory of Angular Momentum. New York: Dover, 1995.

Rotenberg, M.; Bivens, R.; Metropolis, N.; and Wooten, J. K. The 3j and 6j Symbols. Cambridge, MA: MIT Press, 1959.

Shore, B. W. and Menzel, D. H. Principles of Atomic Spectra. New York: Wiley, pp. 275-276, 1968.

Sobel'man, I. I. "Angular Momenta." Ch. 4 in Atomic Spectra and Radiative Transitions, 2nd ed. Berlin: Springer-Verlag, 1992.

Wigner, E. P. Group Theory and Its Application to the Quantum Mechanics of Atomic Spectra, expanded and improved ed. New York: Academic Press, 1959.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي