1. 引言
在对高温超导电性、分数量子霍尔效应和Aharovnov-Bohm扩散等负离子量子物理的研究中,我们常常需要研究陈–西蒙斯–薛定谔方程和方程组,参见[1] -[4] 。在文献[5] [6] 中,作者通过拟设和库仑规范条件,将陈–西蒙斯–薛定谔方程转化为下列带非局部项的椭圆型薛定谔方程
(1)
其中
。
当非线性项
时,其中
,文献[5] [6] 中作者用变分法研究得到(1)径向对称基态解的存在性,非存在性和多解的存在性。
本文我们主要研究下列陈–西蒙斯–薛定谔方程
(2)
其中
满足下列条件:
(V1)
;
(V2)
。
当
是正的径向对称的位势且(2)右边非线性项g(u)是渐近线性的情形时,文献[7] 中作者证明了方程(2)解和多解的存在性,并且得到当λ充分大时,(2)不存在非平凡的径向对称解。
定义1:如果u(x)满足方程(2)并且
,则称其为方程(2)的径向对称的解;如果进一步假设
则称其为非平凡的,否则称为平凡的。
本文考虑
是正的径向对称的位势且非线性项
这种情形。很明显,此时g(u)在无穷远处不是渐近线性的、不是超线性的,也不是次线性的,但有
。受[7] 和[8] 中方法的启发,本文的主要结论如下。
定理1:假设
满足(V1)和(V2)且
,那么对所有的
方程(2)没有非平凡的径向对称解。
2. 预备知识
表示径向对称的Sobolev空间,其范数定义为:
.
上述范数与下列范数是等价的:
.
我们定义能量泛函
,

其中
。
类似于[7] 中性质2.3,我们可以得到下述引理。
引理1:假设
满足(V1)和(V2)且
,则能量泛函
在
中是连续可微的并且它的临界点u是(2)的弱解。此外,假设u是
的一个临界点,则
,即(2)的弱解也是它的经典解。
下面我们来回忆[7] 中一个重要不等式,我们在对主要定理的证明中会用到它。
引理2:如果
,那么我们有
.
3. 定理1的证明
假设
是(2)的一个解。由引理1,可将(2)式两边同时乘以u并且分部积分得:

因为
,所以
(3)
由(3)和引理2,选取
,我们有

因此,当
时,
。故当
时,(2)没有非平凡的径向对称解。
致 谢
本文受江汉大学2014年度大学生创新训练项目资助,作者在此表示衷心感谢!
基金项目
江汉大学2014年度大学生创新训练项目2014yb189。