1. Parametrizations of the Poisson-Schrodinger equations in spherical symmetry
- Author
-
Parry, Alan R.
- Subjects
Schrodinger equation -- Research ,Poisson's equation -- Research ,Symmetry (Physics) -- Research ,Mathematical research ,Physics - Abstract
We consider the asymptotically flat standing wave solutions to the Poisson-Schrodinger system of equations. These equations are also known as the Schrodinger-Newton equations and are the Newtonian limit of the Einstein-Klein-Gordon equations. The asymptotically flat standing wave solutions to the Poisson-Schrodinger equations are known as static states. These solutions can be parametrized using a variety of choices of two continuous parameters and one discrete parameter, each having a useful physical-geometrical interpretation. The values of the discrete variable determines the number of nodes (zeros) in the solution. We use numerical inversion techniques to analyze transformations between various informative choices of parametrization by relating each of them to a standard set of three parameters. Based on our computations, we propose explicit formulas for these relationships. Our computations also show that for the standard choice of continuous variables, the zero-node ground state yields a minimum value of a geometrically natural discrete variable. We give an explicit formula for this minimum value. We use these results to confirm two related observations from previous work by the author and others, and suggest additional applications and approaches to understand these phenomena analytically. Key words: Poisson-Schrodinger, Schrodinger-Newton, Einstein-Klein-Gordon, scalar field dark matter, boson stars. Nous considerons les solutions en ondes stationnaires asymptotiquement plates du systeme d'equations de Poisson-Schrodinger. Ces equations sont aussi connues comme les equations de Schrodinger-Newton et sont la limite newtonienne des equations de Einstein-Klein-Gordon. Les solutions en ondes stationnaires asymptotiquement plates des equations de Poisson-Schrodinger sont connues comme les etats statiques. Ces solutions peuvent etre parametrees en utilisant une variete de choix de deux parametres continus et d'un parametre discret, chacun ayant une interpretation physico-geometrique utile. La valeur de la variable discrete determine le nombre de nreuds (zero) dans la solution. Nous utilisons des techniques d'inversion numerique pour analyser la transformation entre les differents choix de parametrage en reliant chacun d'entre eux a un ensemble standard de trois parametres. Sur la base de nos calculs, nous proposons des formules explicites pour ces relations. Nos calculs montrent aussi que, pour le choix standard de de variables continues, l'etat fondamental sans nreud conduit a une valeur minimale de la variable discrete naturellement geometrique. Nous fournissons une formule explicite pour cette valeur minimale. Nous utilisons ces resultats pour confirmer deux relations reliees obtenues dans des travaux anterieurs du present auteur et d'autres et suggerons des applications additionnelles et des approches pour comprendre analytiquement ces phenomenes. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: Poisson-Schrodinger, Schrodinger-Newton, Einstein-Klein-Gordon, champ scalaire de matiere noire, etoiles a bosons., 1. Introduction The Poisson-Schrodinger system of partial differential equations couples the Schrodinger equation, which is often used to model the behavior of quantum particles, with the Poisson equation, which models [...]
- Published
- 2022
- Full Text
- View/download PDF