<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Neurorobot.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Neurorobotics</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Neurorobot.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">1662-5218</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fnbot.2015.00002</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Neuroscience</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Molecular quantum robotics: particle and wave solutions, illustrated by &#x0201C;leg-over-leg&#x0201D; walking along microtubules</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name><surname>Levi</surname> <given-names>Paul</given-names></name>
<xref ref-type="author-notes" rid="fn001"><sup>&#x0002A;</sup></xref>
<uri xlink:href="http://community.frontiersin.org/people/u/168798"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff><institution>Forschungszentrum Informatik (Centre of Computer Science), Intelligent System and Production Engineering, Interactive Diagnosis and Service Systems</institution> <country>Karlsruhe, Germany</country></aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by"><p>Edited by: Marc-Oliver Gewaltig, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Switzerland</p></fn>
<fn fn-type="edited-by"><p>Reviewed by: Hiroaki Wagatsuma, Kyushu Institute of Technology, Japan; Valery E. Karpov, National Research University Higher School of Economics, Russia</p></fn>
<fn fn-type="corresp" id="fn001"><p>&#x0002A;Correspondence: Paul Levi, Forschungszentrum Informatik (Centre of Computer Science), Intelligent System and Production Engineering, Interactive Diagnosis and Service Systems, Haid-und-Neu-Street 10-14, 76131 Karlsruhe, Baden-W&#x000FC;rttemberg, Germany <email>levi&#x00040;fzi.de</email></p></fn>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>08</day>
<month>05</month>
<year>2015</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2015</year>
</pub-date>
<volume>9</volume>
<elocation-id>2</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>19</day>
<month>09</month>
<year>2014</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>23</day>
<month>04</month>
<year>2015</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#x000A9; 2015 Levi.</copyright-statement>
<copyright-year>2015</copyright-year>
<license license-type="open-access" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"><p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) or licensor are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract><p>Remarkable biological examples of molecular robots are the proteins kinesin-1 and dynein, which move and transport cargo down microtubule &#x0201C;highways,&#x0201D; e.g., of the axon, to final nerve nodes or along dendrites. They convert the energy of ATP hydrolysis into mechanical forces and can thereby push them forwards or backwards step by step. Such mechano-chemical cycles that generate conformal changes are essential for transport on all different types of substrate lanes. The step length of an individual molecular robot is a matter of nanometers but the dynamics of each individual step cannot be predicted with certainty (as it is a random process). Hence, our proposal is to involve the methods of quantum field theory (QFT) to describe an overall reliable, multi&#x02013;robot system that is composed of a huge set of unreliable, local elements. The methods of QFT deliver techniques that are also computationally demanding to synchronize the motion of these molecular robots on one substrate lane as well as across lanes. Three different challenging types of solutions are elaborated. The impact solution reflects the particle point of view; the two remaining solutions are wave based. The second solution outlines coherent robot motions on different lanes. The third solution describes running waves. Experimental investigations are needed to clarify under which biological conditions such different solutions occur. Moreover, such a nano-chemical system can be stimulated by external signals, and this opens a new, hybrid approach to analyze and control the combined system of robots and microtubules externally. Such a method offers the chance to detect mal-functions of the biological system.</p></abstract>
<kwd-group>
<kwd>molecular robotics</kwd>
<kwd>biped walking on microtubules</kwd>
<kwd>motion of kinesin-1 and dynein alog axons and dendrites</kwd>
<kwd>particles and wave solutions</kwd>
<kwd>neuro-robotics</kwd>
</kwd-group>
<counts>
<fig-count count="11"/>
<table-count count="1"/>
<equation-count count="92"/>
<ref-count count="14"/>
<page-count count="16"/>
<word-count count="5667"/>
</counts>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec sec-type="introduction" id="s1">
<title>Introduction</title>
<p>Molecular robotics, which operates on a nano scale, has in the last decade witnessed impressive growth, (e.g., Murata et al., <xref ref-type="bibr" rid="B9">2013</xref>). The current topics in this field are molecular machines (Balzani et al., <xref ref-type="bibr" rid="B2">2008</xref>; Roux, <xref ref-type="bibr" rid="B11">2011</xref>; Fukuda et al., <xref ref-type="bibr" rid="B3">2012</xref>; Seeman, <xref ref-type="bibr" rid="B12">2014</xref>) and, even more important in the context of this contribution, biped DNA walkers (Sherman and Seeman, <xref ref-type="bibr" rid="B13">2004</xref>; Shin and Pierce, <xref ref-type="bibr" rid="B14">2004</xref>; Omabegho et al., <xref ref-type="bibr" rid="B10">2009</xref>; Lund et al., <xref ref-type="bibr" rid="B8">2010</xref>). In a previous contribution, the biological process of muscle contraction by the &#x0201C;one-legged&#x0201D; motion of myosin II along actin-filaments has been described using QFT methods (Haken and Levi, <xref ref-type="bibr" rid="B5">2012</xref>). The results of different types of synchronization of multi-molecular systems have been conclusive in the sense that beside the more classical impact solution, two quantum mechanical solutions exist that can describe the synchronization of billions of unreliable molecules. This result can usually not be modeled by pure classical particle solutions. Despite the theoretical existence of these innovative solutions, knowledge of a great set of experimentally confirmed data is unfortunately still now very limited. Nevertheless, these theoretical outcomes encourage us to continue with our quantum theoretical approach, since we are convinced that in the near future confirming experimental data will be available.</p>
<p>This paper focuses on a description of the &#x0201C;leg-over-leg&#x0201D; motion of molecular robots along tubulin strands. These biological nano-robots (motor proteins) walk along such lanes in a four-step process, and are fueled by ATP consumption (in physics, energy exchange with a heat bath) after the first and third steps. From a system perspective, this denotes that we are modeling an open system that is not in a thermal equilibrium. The C-terminal domain, e.g., of kinesin-1, act as a gripper and is attached to cargo, e.g., vesicles that are transported along axons and dendrites, which are both connected to neuron cell bodies. Very similar processes occur for the much larger dynein, with two legs (in biological terms two &#x0201C;heads&#x0201D;), which also transports vesicles along axons and dendrites. Due to this similarity, this paper focuses on a general description of the motion processes of both molecular robots. We abandon the modeling of cargo transport in this paper for the sake of understandability.</p>
<p>In this paper, a set of such molecules is regarded as a swarm of molecular robots that must be configured, synchronized, and in real time supported by energy to perform the next step (Levi and Haken, <xref ref-type="bibr" rid="B7">2010</xref>). Due to the utilization of a quantum theoretical approach, such molecules can be described as particles or as waves (according to matter/field dualism). The following three different solutions are presented:
<list list-type="order">
<list-item><p>Impact (stroke) solution of one molecular robot on a single substrate lane,</p></list-item>
<list-item><p>Coherent motion of many robots on and between parallel substrate lanes,</p></list-item>
<list-item><p>Running wave that synchronizes the motions of many robots on one substrate lane.</p></list-item>
</list></p>
<p>In all three solutions, a local <italic>B</italic>-field is activated within a lane and across different lanes. Such a field not only controls the process of energy consumption but also, even more importantly, acts as a signal field that synchronizes the steps of the molecular robots. This field is generated by the molecular robots themselves and is not externally injected.</p>
<p>The impact solution pertains to the motion of a single molecular robot on one lane. Damping effects transform the typical wave characteristics of a QFT approach to particle behavior. The appearance of a sequence of impacts pushes the molecule (particle) forwards or backwards step by step.</p>
<p>The next two solutions plainly reveal the wave features of our approach. The coherent motion solution distinguishes between the individual robots walking on a lane and across the lanes. In contrast to the second solution, the running wave solution presents a result that can be obtained in special restrictive conditions.</p>
</sec>
<sec>
<title>The model</title>
<p>The &#x0201C;leg-over-leg&#x0201D; walking of a kinesin molecule (dynein) is modeled as a bipedal molecular robot <italic>r</italic>, where the two heads (light chains) are considered as two legs, and the &#x0201C;coiled-coil tail&#x0201D; as an effector (Alberts et al., <xref ref-type="bibr" rid="B1">2008</xref>). The track is a microtubule surface (substrate lane), along which <italic>r</italic> moves in discrete steps. During such a walk, a robot <italic>r</italic> can take one of four leg states and one of two walking states:
<list list-type="simple">
<list-item><p>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;<italic>Leg state</italic> a:&#x000A0;&#x000A0;leg 1 or leg 2 points backwards.</p></list-item>
<list-item><p>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;<italic>Leg state</italic> b:&#x000A0;&#x000A0;leg 1 or leg 2 points forwards.</p></list-item>
<list-item><p><italic>Leg-over-leg state c</italic><sub>1</sub>:&#x000A0;&#x000A0;leg 1 is loosely bound to the top of leg 2, which is tightly attached to the substrate.</p></list-item>
<list-item><p><italic>Leg-over-leg state</italic> c<sub>2</sub>:&#x000A0;&#x000A0;leg 2 is loosely bound to the top of leg 1, which is tightly attached to the substrate.</p></list-item>
<list-item><p>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;<italic>Walking state</italic> 1:&#x000A0;&#x000A0;<italic>r</italic> is moving forward with leg 1.</p></list-item>
<list-item><p>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;<italic>Walking state</italic> 2:&#x000A0;&#x000A0;<italic>r</italic> is moving forward with leg 2.</p></list-item>
</list></p>
<p>Figure <xref ref-type="fig" rid="F1">1</xref> shows the four different leg states.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>Figure 1</label>
<caption><p><bold>Representation of the two <italic>leg states</italic> a and b and the two <italic>leg-over-leg</italic> states c<sub>1</sub> and c<sub>2</sub></bold>. The walking direction is from left to right. For simplicity, we present in this diagram each leg as tightly connected to the substrate (crossed circle). The loosely bound states connected to the substrate are omitted (see Figure <xref ref-type="fig" rid="F2">2</xref>).</p></caption>
<graphic xlink:href="fnbot-09-00002-g0001.tif"/>
</fig>
<p>The two legs are attached to the substrate in two different connection states:
<list list-type="simple">
<list-item><p><italic>Connection state</italic> 1: leg 1 is tightly attached to position <italic>p</italic><sub><italic>k</italic></sub> of the tubulin substrate and leg 2 is weakly attached to site <italic>p</italic><sub><italic>k</italic> &#x0002B; 1</sub>.</p></list-item>
<list-item><p><italic>Connection state</italic> 2: leg 2 is tightly attached to site <italic>p</italic><sub><italic>k</italic></sub> and leg 1 is weakly attached to position <italic>p</italic><sub><italic>k</italic> &#x0002B; 1</sub> of the substrate.</p></list-item>
</list></p>
<p>The level of attachment to the substrate in these two connection modes is defined by the two possible states of the substrate:
<list list-type="simple">
<list-item><p><italic>Ground state</italic> g: represents a weak attachment of a leg to the substrate molecule.</p></list-item>
<list-item><p><italic>Excited state</italic> e: represents a strong attachment of a leg to the substrate molecule.</p></list-item>
</list></p>
<p>The discrete periodic movement of the molecular robot <italic>r</italic> is characterized by a four-step cycle (Figure <xref ref-type="fig" rid="F2">2</xref>) that starts with the two leg states (1a, 2b), continues with the transference of these states in step 1 into the leg-over-leg state (1c<sub>1</sub>, 2c<sub>1</sub>), and is maintained by step 2, which produces the leg states (2a, 1b). In step 3, the leg-over-leg state (1c<sub>2</sub>, 2c<sub>2</sub>) is achieved, and finally, in step 4, the states (1a, 2b) are again established.</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>Figure 2</label>
<caption><p><bold>Demonstration of one complete &#x0201C;leg-over-leg&#x0201D; cycle of a molecular robot <italic>r</italic> which walks along a substrate lane</bold>. The loosely bound states are marked by crossed circles <inline-graphic xlink:href="fnbot-09-00002-i0001.tif"/>. The tightly bound states are marked by striped circles <inline-graphic xlink:href="fnbot-09-00002-i0002.tif"/>. The first position is fixed by <italic>k</italic> &#x0003D; 1; the initial state is (1a, 2b).</p></caption>
<graphic xlink:href="fnbot-09-00002-g0002.tif"/>
</fig>
<p>The following notation is employed for the creation (or annihilation) operators:
<list list-type="simple">
<list-item><p><italic>Molecular robot r</italic>: <italic>r</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>leg</italic><sub>1</sub></sub> <sub><italic>state</italic><sub><italic>j</italic></sub></sub> <sub><italic>position</italic><sub><italic>k</italic></sub>;</sub> <sub><italic>leg</italic><sub>2</sub></sub> <sub><italic>state</italic><sub><italic>j</italic>&#x02032;</sub></sub> <sub><italic>position</italic><sub><italic>k</italic>&#x02032;</sub>;</sub> e.g., <italic>r</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>l</italic><sub>1<italic>ap</italic>1</sub>;</sub> <sub><italic>l</italic><sub>2</sub><italic>bp</italic><sub>2</sub></sub>.</p></list-item>
<list-item><p><italic>Substrate s</italic>: <italic>s</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>state</italic><sub><italic>j</italic></sub></sub><sub><italic>position</italic><sub><italic>k</italic></sub></sub>; e.g., <italic>s</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>gp</italic></sub><sub>1</sub>.</p></list-item>
</list></p>
<p>Table <xref ref-type="table" rid="T1">1</xref> subsumes the different individual motion patterns of the two legs of <italic>r</italic>.</p>
<table-wrap position="float" id="T1">
<label>Table 1</label>
<caption><p><bold>Representation of the motion patterns of a &#x0201C;leg-over-leg&#x0201D; walking process of a molecular robot <italic>r</italic></bold>.</p></caption>
<graphic xlink:href="fnbot-09-00002-i0006.tif"/>
<table-wrap-foot>
<p><italic><inline-graphic xlink:href="fnbot-09-00002-i0003.tif"/>: tightly bound; <inline-graphic xlink:href="fnbot-09-00002-i0004.tif"/>: looseley bound; <inline-graphic xlink:href="fnbot-09-00002-i0005.tif"/>: leg up.</italic></p>
<p><italic>The initial state is (1a, 2b).</italic></p>
</table-wrap-foot>
</table-wrap>
<p>The energy transfer process (<italic>s</italic> &#x02192; <italic>r</italic>) occurs in steps 1 and 3 and is combined with the excited status of the substrate. In addition, the heat-bath operators (&#x0201C;fueling&#x0201D; and synchronization operators) <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic></sub><sub><italic>k</italic></sub> and <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic></sub><sub><italic>k</italic></sub> are applied in this walking phase. The operator transfers during the four steps are summarized as follows (readout from Table <xref ref-type="table" rid="T1">1</xref>):</p>
<table-wrap position="float">
<table frame="hsides" rules="groups">
<tbody>
<tr>
<td align="left">initial state</td>
<td align="center">step 1</td>
<td align="left">&#x0201C;leg-over-leg&#x0201D; state</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula><mml:math id="M93"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td align="center">&#x02192;</td>
<td align="left"><inline-formula><mml:math id="M94"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">&#x0201C;leg-over-leg&#x0201D; state</td>
<td align="center">step 2</td>
<td align="left">reversed initial state</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula><mml:math id="M95"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td align="center">&#x02192;</td>
<td align="left"><inline-formula><mml:math id="M96"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">reversed initial state</td>
<td align="center">step 3</td>
<td align="left">&#x0201C;leg-over-leg&#x0201D; state</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula><mml:math id="M97"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td align="center">&#x02192;</td>
<td align="left"><inline-formula><mml:math id="M98"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">&#x0201C;leg-over-leg&#x0201D; state</td>
<td align="center">step 4</td>
<td align="left">initial state</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula><mml:math id="M99"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td align="center">&#x02192;</td>
<td align="left"><inline-formula><mml:math id="M100"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>This transfer list of operators delivers the definition of the interaction Hamiltonian <italic>H</italic><sub><italic>int</italic></sub> and finally the elaboration of the resulting equations of motion.</p>
</sec>
<sec>
<title>Interaction hamiltonian</title>
<p>The local interaction Hamiltonian <italic>H</italic><sub><italic>int</italic></sub> at positions to <italic>p</italic><sub>1</sub> to <italic>p</italic><sub>4</sub> is defined by expression 3.1, where the first step starts at the initial site <italic>k</italic> marked in Figure <xref ref-type="fig" rid="F2">2</xref>. Further, two real coupling constants, <italic>g</italic><sub>1</sub> and <italic>g</italic><sub>2</sub>, are introduced, where the parameter <italic>g</italic><sub>1</sub> describes the uneven steps and <italic>g</italic><sub>2</sub> denotes the even steps.</p>
<disp-formula id="E1"><label>(3.1)</label><mml:math id="M1"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x0210F;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x0210F;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x0210F;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x0210F;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x0210F;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x0210F;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x0210F;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x0210F;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>By the replacements <italic>p</italic><sub>1</sub> &#x02192; <italic>p</italic><sub><italic>k</italic></sub>, <italic>p</italic><sub>2</sub> &#x02192; <italic>p</italic><sub><italic>k</italic> &#x0002B; 1</sub>, etc., <italic>H</italic><sub><italic>int</italic></sub> is transferred into <italic>H</italic><sub><italic>int</italic>, <italic>k</italic></sub> and has to be summed up by <italic>k</italic> &#x0003D; 1, 2, &#x02026;. All operators that are quoted here are Bose operators. Generally, we should involve both Fermi operators (anti-commutation rule) and Bose operators (commutation rule) for the definition of <italic>H</italic><sub><italic>int</italic></sub> and the resulting calculations of the Heisenberg equations of motions. Here, we use only Bose operators because in this case aggregations of molecules are allowed since the Pauli Exclusion Principle does not have to be applied. We neglect Fermi operators that depict supplementary interactions of Fermions with Bosons.</p>
<p>Endowed with the Hamiltonian <italic>H</italic><sub><italic>int</italic></sub>, the corresponding full equations of motion have been calculated and are presented in the next sub-chapter.</p>
</sec>
<sec>
<title>Full heisenberg equations of motion</title>
<p>The full set of Heisenberg equations of motion is completed by 7 damping constants, &#x003B3;<sub><italic>ab</italic></sub>, etc., 7 fluctuating forces, <italic>F</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>ab</italic></sub>, etc., and two coupling constants, <italic>g</italic><sub>1</sub>, <italic>g</italic><sub>2</sub>, and is defined by the following expressions, representing coupled nonlinear, delayed, and complex operator equations.</p>
<disp-formula id="E2"><label>(4.1)</label><mml:math id="M2"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E3"><label>(4.2)</label><mml:math id="M3"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E4"><label>(4.3)</label><mml:math id="M4"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E5"><label>(4.4)</label><mml:math id="M5"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E6"><label>(4.5)</label><mml:math id="M6"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E7"><label>(4.6)</label><mml:math id="M7"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E8"><label>(4.7)</label><mml:math id="M8"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>To solve the Equations (4.1&#x02013;4.7), we utilize the semi classical approach and replace the operators by their expectation values in a coherent state representation. In doing so, the operators become complex numbers and the expectation values of the fluctuating forces are zero.</p>
</sec>
<sec>
<title>Solutions</title>
<p>We start the description of the three a fore-mentioned solution with the impact solution and are firstly searching for solutions for each step separately. Later, one overall solution will be outlined by combining all four separate solutions. We are hereby concentrating on one robot walking on one lane. The walking processes of several robots on different lanes will be explained in the succeeding sections.</p>
<sec>
<title>Impact solution: first step</title>
<p>As mentioned above, the procedure begins with the first step (Figure <xref ref-type="fig" rid="F2">2</xref>), at position <italic>k.</italic> The initial state is defined as (starting with position <italic>k</italic> &#x0003D; 1):
<disp-formula id="E9"><label>(5.1)</label><mml:math id="M9"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
where | &#x003D5;<sub>0</sub> &#x0232A; delineates the vacuum state. The initial conditions of all relevant states are:
<disp-formula id="E10"><label>(5.2)</label><mml:math id="M10"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E11"><label>(5.3)</label><mml:math id="M11"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>We set <inline-formula><mml:math id="M101"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> &#x0003D; 0 in Equation (4.1) because this state is not present. The resulting modified Equation (5.1) now reads:</p>
<disp-formula id="E12"><label>(5.4)</label><mml:math id="M12"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>In a similar way, going through all remaining equations the following reduced set of equations is obtained:</p>
<disp-formula id="E13"><label>(5.5)</label><mml:math id="M13"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E14"><label>(5.6)</label><mml:math id="M14"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E15"><label>(5.7)</label><mml:math id="M15"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E16"><label>(5.8)</label><mml:math id="M16"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E17"><label>(5.9)</label><mml:math id="M17"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E18"><label>(5.10)</label><mml:math id="M18"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Before presenting the complete set of numerical solutions for all Equations (5.4&#x02013;5.10), we prefer to assure ourselves that the right solution can also be generated by analytical methods and not only by numerical calculations. This should convince us that we are on the right track.</p>
<p>The following approach (setting equally the robot-relevant damping constants &#x003B3; &#x0003D; &#x003B3;<sub><italic>ab</italic></sub> &#x0003D; &#x003B3;<sub><italic>ba</italic></sub> &#x0003D; &#x003B3;<sub><italic>c</italic><sub>1</sub></sub> &#x0003D; &#x003B3;<sub><italic>c</italic><sub>2</sub></sub>, and neglecting for the moment the damping of the <italic>B</italic> operator: &#x003B3;<sub><italic>B</italic></sub> &#x0003D; 0), delivers a consistent, periodic solution for a walking biped molecular robot:</p>
<disp-formula id="E19"><label>(5.11)</label><mml:math id="M19"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E20"><label>(5.12)</label><mml:math id="M20"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E21"><label>(5.13)</label><mml:math id="M21"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>By inserting these expressions into the Equations (5.4&#x02013;5.10), four coupled equations for the four variables <italic>f</italic>, <italic>g</italic>, <italic>h</italic>, <italic>b</italic> are finally obtained:</p>
<disp-formula id="E22"><label>(5.14)</label><mml:math id="M22"><mml:mrow><mml:mover accent='true'><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E23"><label>(5.15)</label><mml:math id="M23"><mml:mrow><mml:mover accent='true'><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E24"><label>(5.16)</label><mml:math id="M24"><mml:mrow><mml:mover accent='true'><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E25"><label>(5.17)</label><mml:math id="M25"><mml:mrow><mml:mover accent='true'><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mover accent='true'><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>The last equation can be directly solved by the technique of separation of variables:</p>
<disp-formula id="E26"><label>(5.18)</label><mml:math id="M26"><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>The calculation is started with the assumption that &#x003B3; &#x0003D; 0 is valid in order to start with &#x0201C;perfect&#x0201D; symmetry. Afterwards, we will switch to the damping process in order to observe how this symmetry will be broken.</p>
<p>Incidentally, it is not surprising if all solutions of the Equations (5.14&#x02013;5.17) are periodic (wave-like) if the damping process is switched off. Figure <xref ref-type="fig" rid="F3">3</xref> demonstrates this prediction in a phase portrait (Holmes et al., <xref ref-type="bibr" rid="B6">2012</xref>) that also includes the expected periodicity of the variable b (<italic>B</italic>-field):</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>Figure 3</label>
<caption><p><bold>Three-dimensional limit cycle defined by the three variables <italic>b</italic>, <italic>g</italic>, and <italic>h</italic></bold>. The initial point is marked by a cross.</p></caption>
<graphic xlink:href="fnbot-09-00002-g0003.tif"/>
</fig>
<p>Even if the general complex solutions of the Equations (5.4&#x02013;5.10) are calculated, symmetrical patterns are visible. Figure <xref ref-type="fig" rid="F4">4</xref> shows the real parts of all operators with the expected symmetry. The imaginary parts show a very similar behavior; therefore they are not presented here or in the next sections.</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>Figure 4</label>
<caption><p><bold>Temporal dependence of the real parts of all variables of step 1, with &#x003B3; &#x0003D; 0</bold>. The algebraic symbols are: <inline-formula><mml:math id="M102"><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. The coupling constants are <italic>g</italic><sub>1</sub> &#x0003D; <italic>g</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 0.1.</p></caption>
<graphic xlink:href="fnbot-09-00002-g0004.tif"/>
</fig>
<p>It is well known that processes without any damping are artifacts. Therefore, we will now include damping processes. Even if &#x0201C;perfect symmetry&#x0201D; is not realistic, it is worth taking it into consideration since it serves as a kind of &#x0201C;roadmap&#x0201D; to the new individual trajectories if &#x003B3; deviates from zero and becomes positive.</p>
<p>Even if the damping constant is assigned the small value &#x003B3; &#x0003D; 0.0005 the symmetry (periodicity) will be broken. The limit cycle shown in Figure <xref ref-type="fig" rid="F3">3</xref> is dissolved and the trajectory goes directly to zero (fixed point). The same happens with the general solution&#x02014;it goes directly to zero. Thus, in both cases a large &#x003B3; value should be chosen.</p>
<p>If the value of &#x003B3; is continuously decreased, the ringing effect increases along the trajectory to &#x003B3; &#x0003D; 0. Therefore, we can achieve all possible trajectory patterns, from a direct path to zero to complete oscillation (no damping).</p>
<p>Even if the value of the damping constant slightly diminishes, to &#x003B3; &#x0003D; 0.0001, the first effect can be observed; after the first peak the trajectory converges to zero (Figure <xref ref-type="fig" rid="F5">5</xref>).</p>
<fig id="F5" position="float">
<label>Figure 5</label>
<caption><p><bold>Damped temporal curves representing the real parts of the following operators of the first step: <inline-formula><mml:math id="M103"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>a</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>b</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>r</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>l</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>a</mml:mi></mml:mstyle><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>l</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>b</mml:mi></mml:mstyle><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>c</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>r</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>l</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>c</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>l</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>c</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>s</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>s</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>e</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>s</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>e</mml:mi></mml:mstyle><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>e</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>s</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>e</mml:mi></mml:mstyle><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>B</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>B</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold>. The value of the damping constant is set to &#x003B3; &#x0003D; 0.0001. The coupling constants are <italic>g</italic><sub>1</sub> &#x0003D; <italic>g</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 0.1.</p></caption>
<graphic xlink:href="fnbot-09-00002-g0005.tif"/>
</fig>
<p>The results of all remaining steps, 2&#x02013;4, will not be presented in the same detail as in step 1. Only the actual initial conditions and the corresponding equations of motion are given. At the end of this subchapter, we present all four steps in sequence.</p>
</sec>
<sec>
<title>Impact solution: second step</title>
<p>The description continues with a presentation of the second step. For reasons of clarity, we set <italic>k</italic> &#x0002B; 1 &#x0003D; 2; the initial state is defined by:</p>
<disp-formula id="E27"><label>(5.19)</label><mml:math id="M27"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>The initial conditions are:</p>
<disp-formula id="E28"><label>(5.20)</label><mml:math id="M28"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E29"><label>(5.21)</label><mml:math id="M29"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1.</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The Heisenberg equations of motion of the expectation values of step 2 are:</p>
<disp-formula id="E30"><label>(5.22)</label><mml:math id="M30"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E31"><label>(5.23)</label><mml:math id="M31"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E32"><label>(5.24)</label><mml:math id="M32"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E33"><label>(5.25)</label><mml:math id="M33"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E34"><label>(5.26)</label><mml:math id="M34"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Here, the damping process is turned on again at the beginning, with &#x003B3; &#x0003D; 0.0005. Figure <xref ref-type="fig" rid="F6">6</xref> shows the expected &#x0201C;ringing&#x0201D; effects now represented in phase portraits.</p>
<fig id="F6" position="float">
<label>Figure 6</label>
<caption><p><bold>Phase portraits of the real parts of the second step of the following operators: <inline-formula><mml:math id="M104"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>b</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>a</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>r</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>l</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>a</mml:mi></mml:mstyle><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>l</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>b</mml:mi></mml:mstyle><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>c</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>r</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>l</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>c</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>l</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>c</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>s</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>s</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>B</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>B</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>p</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold>. The value of the damping constant is &#x003B3; &#x0003D; 0.0005. All trajectories vary after their starting points (marked by a cross in the first figure) until they end up at the fixed point 0. The coupling constants are <italic>g</italic><sub>1</sub> &#x0003D; <italic>g</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 0.1.</p></caption>
<graphic xlink:href="fnbot-09-00002-g0006.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec>
<title>Impact solution: third step</title>
<p>The presentation continues with a description of the third step. For reasons of comprehensibility better readability, we set <italic>k</italic> &#x0002B; 2 &#x0003D; 3. The initial state is fixed by:</p>
<disp-formula id="E35"><label>(5.27)</label><mml:math id="M35"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>In this case, the initial conditions of all states are:</p>
<disp-formula id="E36"><label>(5.28)</label><mml:math id="M36"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E37"><label>(5.29)</label><mml:math id="M37"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1.</mml:mn></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E38"><label>(5.30)</label><mml:math id="M38"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>The Heisenberg equations of motion of the expectation values of step 3 are:</p>
<disp-formula id="E39"><label>(5.31)</label><mml:math id="M39"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E40"><label>(5.32)</label><mml:math id="M40"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E41"><label>(5.33)</label><mml:math id="M41"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E42"><label>(5.34)</label><mml:math id="M42"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E43"><label>(5.35)</label><mml:math id="M43"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E44"><label>(5.36)</label><mml:math id="M44"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E45"><label>(5.37)</label><mml:math id="M45"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Attention is drawn to the symmetry that exists between all equations of motion of the first and third steps. Further, the initial condition for <italic>s</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>gp</italic><sub>2</sub></sub> in step 3 is <italic>s</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>gp</italic><sub>2</sub></sub>(<italic>t</italic><sub>2</sub>) &#x0003D; 0, while in step 1 <italic>s</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>gp</italic><sub>2</sub></sub>(<italic>t</italic><sub>0</sub>) &#x0003D; 1 was valid. Similarly, the value <italic>s</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>ep</italic><sub>2</sub></sub>(<italic>t</italic><sub>2</sub>) &#x0003D; 1 is assumed in step 3, whereas <italic>s</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>ep</italic><sub>2</sub></sub>(<italic>t</italic><sub>0</sub>) &#x0003D; 0 was correct in step 1.</p>
</sec>
<sec>
<title>Impact solution: fourth step</title>
<p>The presentation continues with a description of the fourth step. Here, we set &#x0002B;2 &#x0003D; 4, and the initial state is given by:
<disp-formula id="E46"><label>(5.38)</label><mml:math id="M46"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
where | &#x003D5;<sub>0</sub> &#x0232A; defines the vacuum state. In this case, the initial conditions of the two robot states are:
<disp-formula id="E47"><label>(5.39)</label><mml:math id="M47"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>The initial states of the substrate at the three positions <italic>p</italic><sub>2</sub>, <italic>p</italic><sub>3</sub> and <italic>p</italic><sub>4</sub> are:</p>
<disp-formula id="E48"><label>(5.40)</label><mml:math id="M48"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>The heat-bath operator satisfies the initial condition <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic></sub><sub>3</sub>(<italic>t</italic><sub>3</sub>) &#x0003D; 1.</p>
<p>The relevant Heisenberg equations of motion of step 4 are:</p>
<disp-formula id="E49"><label>(5.41)</label><mml:math id="M49"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E50"><label>(5.42)</label><mml:math id="M50"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E51"><label>(5.43)</label><mml:math id="M51"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E52"><label>(5.44)</label><mml:math id="M52"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E53"><label>(5.45)</label><mml:math id="M53"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</sec>
<sec>
<title>Impact solution: all four steps in succession</title>
<p>Now all four partial solutions are collected and put together into one sequence. The first consecutive view describes the changes in the four robot states during the four separate walking steps. Figure <xref ref-type="fig" rid="F7">7</xref> illustrates the corresponding real parts (imaginary parts are again very similar, therefore their representation is skipped) of the transitions of these walking states on a reduced scale of 5000 steps for better visibility. Clearly, two typical effects are observable. The similar steps 1 and 3 are regularly performed and go directly from their initial values to zero. Steps 2 and 4 also conform to this pattern, but one on a broader scale, because step 4 shows for <inline-formula><mml:math id="M105"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> slightly more oscillations than for <inline-formula><mml:math id="M106"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in step 2.</p>
<fig id="F7" position="float">
<label>Figure 7</label>
<caption><p><bold>Damped temporal curves representing the real parts of the four molecular robot operators that are consecutively performed by the steps 1&#x02013;4</bold>. The following algebraic equivalents for the selected operators are introduced: <inline-formula><mml:math id="M107"><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. The value of the damping constant is set to &#x003B3; &#x0003D; 0.0005. The coupling constants are <italic>g</italic><sub>1</sub> &#x0003D; <italic>g</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 0.1.</p></caption>
<graphic xlink:href="fnbot-09-00002-g0007.tif"/>
</fig>
<p>Figure <xref ref-type="fig" rid="F8">8</xref> summarizes the sequence of the real parts of the ground states of the substrate for all four steps. Here another effect comes to light. The behavior of <italic>s</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>gp</italic></sub><sub>3</sub> is different in step 2, and during step 2 (see Figure <xref ref-type="fig" rid="F2">2</xref>), the ground state <italic>s</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>gp</italic></sub><sub>3</sub> does not exist and has to be generated, whereas during step 3 this ground state already exists and must be annihilated and transformed into an exited state.</p>
<fig id="F8" position="float">
<label>Figure 8</label>
<caption><p><bold>Damped temporal curves representing the real parts of three selected substrate operators (ground states) that are consecutively performed by steps 1&#x02013;4</bold>. The following algebraic equivalents for the selected operators are introduced: <italic>gp</italic>2 &#x0003D; <italic>s</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>gp</italic><sub>2</sub></sub>, <italic>gp</italic>3 &#x0003D; <italic>s</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>gp</italic><sub>3</sub></sub>, <italic>gp</italic>4 &#x0003D; <italic>s</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>gp</italic><sub>4</sub></sub>. The value of the damping constant is set to &#x003B3; &#x0003D; 0.0005. The coupling constants are <italic>g</italic><sub>1</sub> &#x0003D; <italic>g</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 0.1.</p></caption>
<graphic xlink:href="fnbot-09-00002-g0008.tif"/>
</fig>
<p>From a purely mathematical point of view, we have to compare the two Equations (5.25) and (5.34) for <italic>s</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>gp</italic></sub><sub>3</sub> in the second and third steps. In the second step, there is a strong mutual dependence between <italic>s</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>gp</italic></sub><sub>3</sub> and <italic>s</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>gp</italic></sub><sub>1</sub>. In Equation (5.34), we mainly have to consider the dependence of <italic>s</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>gp</italic></sub><sub>3</sub> and <italic>s</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>ep</italic></sub><sub>3</sub>. The operator product <italic>s</italic><sub><italic>ep</italic><sub>2</sub></sub><italic>s</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>gp</italic><sub>2</sub></sub> is time-independent and self-consistent, while substrate states g and e produced themselves reciprocally (see also Figure <xref ref-type="fig" rid="F10">10</xref>). The three remaining bordering operators (2 <italic>r</italic>-operators, one <italic>B</italic>-operator) are equivalent in both expressions.</p>
<p>The next focus of attention is the behavior of the synchronizing heat-bath operators <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic></sub><sub>2</sub> and <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic></sub><sub>3</sub>. Here, we consider at first the effect of the damping value &#x003B3;<sub><italic>B</italic></sub> &#x0003D; 0.001 and fix all other damping constants to zero. Figure <xref ref-type="fig" rid="F9">9</xref> reveals the behavior of the overlay of the real parts (gray) and imaginary parts (red) of these two operators. Concerning the real parts, both operators are &#x0201C;strong&#x0201D; during steps 2 and 4 (the fueling process) and &#x0201C;weak&#x0201D; in the two other steps. During step 1, <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic></sub><sub>2</sub> starts with <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic></sub><sub>2</sub>(<italic>t</italic><sub>0</sub>) &#x0003D; 0 and ends with <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic></sub><sub>2</sub>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003D; 1. In step 2, it starts with this initial value, <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic></sub><sub>2</sub>(<italic>t</italic><sub>2</sub>) &#x0003D; 1, and ends permanently with <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic></sub><sub>2</sub>(<italic>t</italic><sub>2</sub>) &#x0003D; 0. Such interplay is valid in the same manner for <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic></sub><sub>3</sub>(<italic>t</italic><sub>3</sub>). The trajectories of the imaginary parts of these two operators are distinct in that way that the real parts of these two operators in steps 2 and 4 are no longer dominant.</p>
<fig id="F9" position="float">
<label>Figure 9</label>
<caption><p><bold>Damped temporal curves showing the overlay of the real (gray) and imaginary (red) parts of the operators <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic><sub>2</sub></sub> and <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic><sub>3</sub></sub>, which are consecutively outlined through steps 1&#x02013;4</bold>. The algebraic equivalents of the selected operators are: <italic>Bp</italic>2 &#x0003D; <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic><sub>2</sub></sub>, <italic>Bp</italic>3 &#x0003D; <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic><sub>3</sub></sub>. The damping constant is set to &#x003B3;<sub><italic>B</italic></sub> &#x0003D; 0.001. The coupling constants are <italic>g</italic><sub>1</sub> &#x0003D; <italic>g</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 0.1.</p></caption>
<graphic xlink:href="fnbot-09-00002-g0009.tif"/>
</fig>
<p>The situation greatly changes if we decrease the corresponding damping constant. Figure <xref ref-type="fig" rid="F10">10</xref> portrays the temporal diagram of the overlay of the real and imaginary parts of <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic></sub><sub>2</sub> and <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic></sub><sub>3</sub>. The contours of each step can be considered as an envelope around the oscillating solutions.</p>
<fig id="F10" position="float">
<label>Figure 10</label>
<caption><p><bold>Damped temporal curves showing the overlay of the real (gray) and imaginary (red) parts of the operators <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic><sub>2</sub></sub> and <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic><sub>3</sub></sub>, which are consecutively outlined through steps 1&#x02013;4</bold>. The algebraic equivalents of the selected operators are <italic>Bp</italic>2 &#x0003D; <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic><sub>2</sub></sub> and <italic>Bp</italic>3 &#x0003D; <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic><sub>3</sub></sub>. The value of the damping constant is &#x003B3;<sub><italic>B</italic></sub> &#x0003D; 0.0001. The coupling constants are <italic>g</italic><sub>1</sub> &#x0003D; <italic>g</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 0.1.</p></caption>
<graphic xlink:href="fnbot-09-00002-g0010.tif"/>
</fig>
<p>The next two sections focus on wave solutions. Firstly, we combine modes that synchronize within a lane and between lanes (similar to light modes or laser modes, e.g., Haken, <xref ref-type="bibr" rid="B4">1970</xref>). Secondly, we present a solution that constitutes a running wave.</p>
</sec>
<sec>
<title>Synchronized wave-based motion</title>
<sec>
<title>Coherent motion on parallel substrate lanes</title>
<p>It is assumed that there are <italic>M</italic> different lanes, and on each lane up to <italic>L</italic> positions (lane length) are available. The different walking lanes of robots are distinguished by the index <italic>m</italic> &#x0003D; 1, &#x02026;, <italic>M</italic>, and the position of a molecular robot on lane <italic>m</italic> is denoted by <italic>p</italic><sub><italic>m</italic></sub> &#x0003D; 1, &#x02026;, <italic>L</italic>. The <italic>B</italic> fields are also coupled in a lane and across different lanes. Therefore, we introduce a new two-dimensional vector <italic>l</italic> by combining both parameters <italic>l</italic> &#x0003D; (<italic>m</italic>, <italic>p</italic><sub><italic>m</italic></sub>). This combination modifies the Equations (4.1&#x02013;4.7) by an additional index, as e.g., demonstrated by the reformulation of Equation (4.1):</p>
<disp-formula id="E54"><label>(5.46)</label><mml:math id="M54"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Further, we define another two-dimensional vector <inline-formula><mml:math id="M108"><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02026;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> which defines a two-dimensional wave number vector. This second vector has been introduced since the operator <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>l</italic></sub> will be developed by a plane wave approximation:</p>
<disp-formula id="E55"><label>(5.47)</label><mml:math id="M55"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>L</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>The synchronization activities of the two heat-bath operators <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>l</italic></sub>, <italic>B</italic><sub><italic>l</italic></sub> on the molecular robots are described as external signal field modes that are coupled by the constant <italic>J</italic><sub><italic>ll</italic>&#x02032;</sub>.</p>
<p>We insert this hypothesis in the &#x0201C;parallel&#x0201D; extension of Equation (4.7), indicating that our approach now applies to parallel <italic>M</italic> lanes. This therefore implies that <italic>l</italic> is fixed and over all paths we sum up <italic>m</italic> at the various positions with respect to the fixed position <italic>p</italic><sub><italic>m</italic></sub> of <italic>l</italic>. The use of the coupling constant <italic>J</italic><sub><italic>ll</italic>&#x02032;</sub> for <inline-formula><mml:math id="M109"><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> requests a summation along a lane and between lanes:</p>
<disp-formula id="E56"><label>(5.48)</label><mml:math id="M56"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>L</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>L</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>L</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:msup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>We multiply both sides of (5.48) with <inline-formula><mml:math id="M110"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>L</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and use the orthogonal relation <inline-formula><mml:math id="M111"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>L</mml:mi></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>:</p>
<disp-formula id="E57"><label>(5.49)</label><mml:math id="M57"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>L</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>L</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>L</mml:mi></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>L</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>L</mml:mi></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:msup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The last, rather complicated term can be simplified if we introduce the center of gravity <italic>x</italic> &#x0003D; <italic>l</italic> &#x0002B; <italic>l</italic>&#x02032;/2 and the distance <italic>d</italic> &#x0003D; <italic>l</italic> &#x02212; <italic>l</italic>&#x02032;. Further, it is supposed that the coupling constant <italic>J</italic> depends only on the distance <italic>J</italic><sub><italic>ll</italic>&#x02032;</sub> &#x0003D; <italic>J</italic><sub><italic>d</italic></sub> and the lane length L is defined by &#x0003D; <italic>L</italic><sub><italic>x</italic></sub><italic>L</italic><sub><italic>d</italic></sub>. It follows that:
<disp-formula id="E58"><label>(5.50)</label><mml:math id="M58"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>L</mml:mi></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
where &#x003C9;<sub><italic>k</italic></sub> has the dimension of a frequency. We continue with the simplification process and set
<disp-formula id="E59"><label>(5.51)</label><mml:math id="M59"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x00393;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>L</mml:mi></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
if all damping constants are set equal to
<disp-formula id="E60"><label>(5.52)</label><mml:math id="M60"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E61"><label>(5.53)</label><mml:math id="M61"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>L</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>Finally, after all these simplifications the resulting formula is obtained:</p>
<disp-formula id="E62"><label>(5.54)</label><mml:math id="M62"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>L</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>L</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The basic solution to Equation (3.67) can be achieved if only the term <italic>k</italic>&#x02032; &#x0003D; 0 that corresponds to the mode with an infinite wavelength is kept. We will now solve this &#x0201C;reduced&#x0201D; equation.</p>
<disp-formula id="E63"><label>(5.55)</label><mml:math id="M63"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>L</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>L</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The last term, <inline-formula><mml:math id="M112"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, can be deleted in the interaction representation and the expectation value of <inline-formula><mml:math id="M113"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be ignored. These two modifications lead to the following equation:</p>
<disp-formula id="E64"><label>(5.56)</label><mml:math id="M64"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>L</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>L</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Comparing the result of Equation (5.56) with the original expression (4.7), two main differences are immediately observable. At first, the two coupling constants, <italic>g</italic><sub>1</sub> and <italic>g</italic><sub>2</sub>, have to be replaced by <inline-formula><mml:math id="M114"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>L</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M115"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>L</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Second, there is a summation over all lanes <italic>m</italic> &#x0003D; 1, &#x02026;, <italic>M</italic>. The elaborate calculations of this subchapter show that the synchronization of motion can easily be accomplished (at least for <inline-formula><mml:math id="M116"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> by replacing the coupling constants and performing an addition of all lanes at the same positions.</p>
</sec>
</sec>
<sec>
<title>Running wave solutions</title>
<p>We again concentrate on a single robot that moves on a lane and restrict ourselves for simplicity to step 1 since the remaining steps can be handled very similarly. Furthermore, the damping constants with respect to the molecular robot are equaled: &#x003B3;<sub><italic>ab</italic></sub> &#x0003D; &#x003B3;<sub><italic>ba</italic></sub> &#x0003D; &#x003B3;, the damping constants of the substrate are inoperative: &#x003B3;<sub><italic>g</italic></sub> &#x0003D; &#x003B3;<sub><italic>e</italic></sub> &#x0003D; 0, and the damping constant of the <italic>B</italic>-field is assumed to be effectively &#x003B3;<sub><italic>B</italic></sub> &#x02260; 0. The positions on the lane are <italic>p</italic><sub><italic>k</italic></sub> &#x0003D; <italic>k</italic>, <italic>p</italic><sub><italic>k</italic> &#x0002B; 1</sub> &#x0003D; <italic>k</italic> &#x0002B; 1, &#x02026; Under these assumptions, the approach that guides us to a running wave solution is formulated as follows:
<disp-formula id="E65"><label>(5.57)</label><mml:math id="M65"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E66"><label>(5.58)</label><mml:math id="M66"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E67"><label>(5.59)</label><mml:math id="M67"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E68"><label>(5.60)</label><mml:math id="M68"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E69"><label>(5.61)</label><mml:math id="M69"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E70"><label>(5.62)</label><mml:math id="M70"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E71"><label>(5.63)</label><mml:math id="M71"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
where <italic>K</italic> is a real variable that will be later defined.</p>
<p>Insertion of these expressions into the Equations (5.4) and (5.5) provides the following formulas:</p>
<disp-formula id="E72"><label>(5.64)</label><mml:math id="M72"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E73"><label>(5.65)</label><mml:math id="M73"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>In doing so, we introduced the following abbreviations:</p>
<disp-formula id="E92"><mml:math id="M92"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>The corresponding bosonic operators (and Hermitean adjoint operators) commutate, thus they can be interchanged.</p>
<p>Figure <xref ref-type="fig" rid="F11">11</xref> shows the -like peaks of these operator products at the same time slots. At the same time, e.g., the ground state <italic>g</italic> will be annihilated and the exited state <italic>e</italic> created. The periodicity of this self-consistent process is due to its calculation without damping (revealing again the original mathematical symmetry). In a more realistic case, damping effects are activated and the curves converge after the first peak to zero. Therefore, for a fixed time <italic>t</italic>, both the real and imaginary parts of <italic>D</italic> and/or <italic>D</italic><sup>&#x02020;</sup> are constant expressions.</p>
<fig id="F11" position="float">
<label>Figure 11</label>
<caption><p><bold>Undamped temporal curves, showing the real parts of the operator products <italic>D</italic><sub>1</sub>, <italic>D</italic><sup>&#x02020;</sup><sub>1</sub> (abridged to <italic>D</italic><sub>1</sub><italic>k</italic>), <italic>D</italic><sub>2</sub>, <italic>D</italic><sup>&#x02020;</sup><sub>2</sub> (abridged to <italic>D</italic><sub>2</sub><italic>k</italic>), <italic>D</italic>, <italic>D</italic><sup>&#x02020;</sup> (abridged to <italic>D</italic>k) and <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic><sub>2</sub></sub><italic>B</italic><sub><italic>p</italic><sub>2</sub></sub>, consecutively outlined for step 1</bold>. The damping constant is &#x003B3; &#x0003D; 0, the coupling constants are constant: <italic>g</italic><sub>1</sub> &#x0003D; <italic>g</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 0.1.</p></caption>
<graphic xlink:href="fnbot-09-00002-g0011.tif"/>
</fig>
<p>In the next step, we reformulate the Equations (5.6&#x02013;5.10) by including the D&#x02013;terms:</p>
<disp-formula id="E74"><label>(5.66)</label><mml:math id="M74"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E75"><label>(5.67)</label><mml:math id="M75"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E76"><label>(5.68)</label><mml:math id="M76"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mover accent='true'><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E77"><label>(5.69)</label><mml:math id="M77"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mover accent='true'><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E78"><label>(5.70)</label><mml:math id="M78"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>The calculations are continued by substituting the three operators <italic>R</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>ab</italic></sub>, <italic>R</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>c</italic><sub>1</sub></sub> and <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>b</italic></sub> by</p>
<disp-formula id="E79"><label>(5.71)</label><mml:math id="M79"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>The derivatives of the first two expressions read as follows:</p>
<disp-formula id="E80"><label>(5.72)</label><mml:math id="M80"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Insertion of <inline-formula><mml:math id="M117"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in (5.64) provides the expression
<disp-formula id="E81"><label>(5.73)</label><mml:math id="M81"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02261;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula><mml:math id="M118"><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> &#x0003D; 0 and both &#x003C6; and G are real.</p>
<p>By inserting <inline-formula><mml:math id="M119"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in (5.65), the following expression is obtained:</p>
<disp-formula id="E82"><label>(5.74)</label><mml:math id="M82"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02261;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mfrac><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>It follows, by insertion of <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>b</italic></sub>, given by Equation (5.71) into expression (5.70), that</p>
<disp-formula id="E83"><label>(5.75)</label><mml:math id="M83"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02261;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mfrac><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>To reproduce the r.h.s. of these three Equations (5.73&#x02013;5.75), the following assumption is pursued:
<disp-formula id="E84"><label>(5.76)</label><mml:math id="M84"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula><mml:math id="M120"><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>const</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>With this ansatz the derivatives of the three operators &#x003C1;<sup>&#x02020;</sup><sub><italic>ab</italic></sub>, &#x003C1;<sup>&#x02020;</sup><sub><italic>c</italic><sub>1</sub></sub>, &#x003C1;<sup>&#x02020;</sup><sub><italic>b</italic></sub> can be cast in the following form:</p>
<disp-formula id="E85"><label>(5.77)</label><mml:math id="M85"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>G</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>G</mml:mi><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E86"><label>(5.78)</label><mml:math id="M86"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mfrac><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mfrac><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E87"><label>(5.79)</label><mml:math id="M87"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mfrac><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mfrac><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>From expression (5.83), the value of <italic>G</italic> is concluded as:</p>
<disp-formula id="E88"><label>(5.80)</label><mml:math id="M88"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Both sides of this expression should be real, therefore the exponents must be zero: &#x003C6; &#x0003D; &#x02212; <italic>K</italic>/(<italic>k</italic> &#x0002B; 1) and &#x003C1;<sub>0</sub>Re(<italic>D</italic>) &#x0003D; <italic>G</italic>. A second solution is formed by the same &#x003C6; but with <inline-formula><mml:math id="M121"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>Re</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. This last result comes from the two Equations (5.74) and (5.75).</p>
<p>Due to the determination of the two variables &#x003C6; and <italic>K</italic>, running wave solutions of the molecular &#x0201C;leg-over-leg&#x0201D; walking can be expressed for the three operators <inline-formula><mml:math id="M122"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <italic>B</italic><sup>&#x02020;</sup><sub><italic>p</italic><sub>2</sub></sub> in the conventional form (<italic>k</italic> &#x0003D; 1, 2,..; <italic>G</italic> &#x0003D; &#x003C1;<sub>0</sub><italic>Re</italic>(<italic>D</italic>) &#x0003D; const.):</p>
<disp-formula id="E89"><label>(5.81)</label><mml:math id="M89"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E90"><label>(5.82)</label><mml:math id="M90"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E91"><label>(5.83)</label><mml:math id="M91"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Such a solution is not surprising because it is well known that a composition of different modes (more than only the ground mode <italic>k</italic> &#x0003D; 0) can generate running waves (see Section Coherent Motion on Parallel Substrate Lanes).</p>
</sec>
</sec>
<sec sec-type="discussion" id="s2">
<title>Discussion</title>
<p>The central goal of this contribution was to support the hypothesis that quantum mechanical effects in molecular biology&#x02014;especially in human brains&#x02014;cannot be neglected. This assumption is mainly justified by the size of the interacting objects (nano size) and by the experimental results showing that even greater molecules up to about 100 atoms can demonstrate quantum behavior, e.g., in double-slit experiments (Haken and Levi, <xref ref-type="bibr" rid="B5">2012</xref>). The nano size argument is further supported by the established experimental technology to construct molecular machines and walkers from DNA.</p>
<p>The most striking results to emerge from the produced solutions is that neural processes like the motion of molecular robots (kinesin and dynein) in axons and dendrites can be modeled by an approach that is particle-based (impact solution) or purely wave-oriented (synchronized modes solution and running wave solution). In addition, wave-based solutions also seem to be very relevant for the interactions between different neural layers.</p>
<p>We are aware that our predictions suffer from limitations and have to be considered as a first, basic approach due to the following three reasons. Firstly, the number of the many parameters (in total 16) was reduced to four (two coupling constants and two damping constants). Secondly, there are still not enough experimental data to fix the values of the last mentioned four parameters or even the great set of all relevant available biological data. Thirdly, a greater number of experimentally approved parameters could lead to a higher generalization of the achieved results.</p>
<p>A first extension of our approach could be the integration of tunneling effects, the inclusion of fluctuation forces, and the consideration of the cargo transport. All these additional considerations would greatly increase the predictive power of the outlined model. In this way, it would be feasible to describe e.g., the walk of a molecular robot along the DNA and the transcription of a nucleotide into RNA, whereby for each step the effective potential barrier must be tunneled.</p>
<sec>
<title>Conflict of interest statement</title>
<p>The author declares that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p></sec>
</sec>
</body>
<back>
<ack>
<p>The research leading to these results has received funding from the European Union Seventh Frame Program (FP7/2007-2013) under grant agreement no. 604102 (Human Brain Project, Neurorobotics Platform, SP10). We express also our gratitude to Dr. B. Schenke for his numerical calculation support of this contribution.</p>
</ack>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Alberts</surname> <given-names>B.</given-names></name> <name><surname>Johnson</surname> <given-names>A.</given-names></name> <name><surname>Lewis</surname> <given-names>J.</given-names></name> <name><surname>Raff</surname> <given-names>M.</given-names></name> <name><surname>Roberts</surname> <given-names>K.</given-names></name> <name><surname>Walter</surname> <given-names>P.</given-names></name> <etal/></person-group>. (<year>2008</year>). <source>Molecular Biology of the Cell</source>, <edition>5th Edn</edition>. <publisher-loc>New York, NY</publisher-loc>: <publisher-name>Garland Science</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B2">
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Balzani</surname> <given-names>V.</given-names></name> <name><surname>Venturi</surname> <given-names>M.</given-names></name> <name><surname>Credi</surname> <given-names>A.</given-names></name></person-group> (<year>2008</year>). <source>Molecular Devices and Machines: Concepts and Perspectives for the Nanoworld</source>, <edition>2nd Edn</edition>. <publisher-loc>Weinheim</publisher-loc>: <publisher-name>Wiley&#x02013;VCH</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B3">
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Fukuda</surname> <given-names>Y. T.</given-names></name> <name><surname>Hasegewa</surname> <given-names>Y.</given-names></name> <name><surname>Sekiyama</surname> <given-names>K.</given-names></name> <name><surname>Aoyama</surname> <given-names>T.</given-names></name></person-group> (<year>2012</year>). <source>Multi-locomotion Robotic Systems, a New Concept of Bio-inspired Robotics</source>. <publisher-loc>Berlin</publisher-loc>: <publisher-name>Springer</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B4">
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Haken</surname> <given-names>H.</given-names></name></person-group> (<year>1970</year>). <source>Laser Theory. Encyclopedia of Physics</source>. <publisher-loc>Berlin</publisher-loc>: <publisher-name>Springer</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B5">
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Haken</surname> <given-names>H.</given-names></name> <name><surname>Levi</surname> <given-names>P.</given-names></name></person-group> (<year>2012</year>). <source>Synergetic Agents&#x02014;Classical and Quantum. From Multi&#x02013;robot Systems to Molecular Robots</source>. <publisher-loc>Weinheim</publisher-loc>: <publisher-name>Wiley&#x02013;VCH</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B6">
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Holmes</surname> <given-names>P. H.</given-names></name> <name><surname>Lumley</surname> <given-names>J. L.</given-names></name> <name><surname>Berkooz</surname> <given-names>G.</given-names></name> <name><surname>Rowley</surname> <given-names>C. W.</given-names></name></person-group> (<year>2012</year>). <source>Turbulence, Coherent Structures, Dynamical Systems and Symmetry, Cambridge Monograph on Mechanics</source>. <publisher-loc>Cambridge</publisher-loc>: <publisher-name>Cambridge University Press</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B7">
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Levi</surname> <given-names>P.</given-names></name> <name><surname>Haken</surname> <given-names>H.</given-names></name></person-group> (<year>2010</year>). <article-title>Towards a synergetic quantum field theory for evolutionary symbiotic multi-robotics</article-title>, in <source>Symbiotic Multi&#x02013;robot Organisms</source>, eds <person-group person-group-type="editor"><name><surname>Levi</surname> <given-names>P.</given-names></name> <name><surname>Kernbach</surname> <given-names>S.</given-names></name></person-group> (<publisher-loc>Berlin</publisher-loc>: <publisher-name>Springer</publisher-name>), <fpage>25</fpage>&#x02013;<lpage>54</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B8">
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Lund</surname> <given-names>K.</given-names></name> <name><surname>Manzo</surname> <given-names>A. J.</given-names></name> <name><surname>Dabby</surname> <given-names>N.</given-names></name> <name><surname>Michelotti</surname> <given-names>N.</given-names></name> <name><surname>Johnson-Buck</surname> <given-names>A.</given-names></name> <name><surname>Nangreave</surname> <given-names>J.</given-names></name> <etal/></person-group>. (<year>2010</year>). <article-title>Molecular robots guided by prescriptive landscapes</article-title>. <source>Nature</source> <volume>465</volume>, <fpage>206</fpage>&#x02013;<lpage>210</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/nature09012</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">20463735</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B9">
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Murata</surname> <given-names>S.</given-names></name> <name><surname>Konagaya</surname> <given-names>A.</given-names></name> <name><surname>Kobayashi</surname> <given-names>S.</given-names></name> <name><surname>Saito</surname> <given-names>H.</given-names></name> <name><surname>Hagiya</surname> <given-names>M.</given-names></name></person-group> (<year>2013</year>). <source>Molecular Robotics: A New Paradigm of Artifacts, New Generation Computing</source>, Vol. 31. <publisher-loc>Berlin</publisher-loc>: <publisher-name>Ohmsha Ltd. and Springer</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B10">
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Omabegho</surname> <given-names>T.</given-names></name> <name><surname>Sha</surname> <given-names>R.</given-names></name> <name><surname>Seeman</surname> <given-names>N. C.</given-names></name></person-group> (<year>2009</year>). <article-title>A bipedal DNA Brownian motor with coordinated legs</article-title>. <source>Science</source> <volume>324</volume>, <fpage>67</fpage>&#x02013;<lpage>71</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1126/science.1170336</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">19342582</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B11">
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="editor"><name><surname>Roux</surname> <given-names>B.</given-names></name></person-group> (ed.). (<year>2011</year>). <source>Molecular Machines</source>. <publisher-loc>River Edge, NJ</publisher-loc>: <publisher-name>World Scientific</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B12">
<citation citation-type="other"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Seeman</surname> <given-names>N. C.</given-names></name></person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Molecular machines made from DNA, to be published</article-title>, in <source>Proceedings of the 20th International Conference on DNA Computing and Molecular Programming</source> (<publisher-loc>Kyoto</publisher-loc>: <publisher-name>Kyoto University</publisher-name>).</citation>
</ref>
<ref id="B13">
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Sherman</surname> <given-names>W. B.</given-names></name> <name><surname>Seeman</surname> <given-names>N. C.</given-names></name></person-group> (<year>2004</year>). <article-title>A precisely controlled DNA biped walking device</article-title>. <source>Nano Lett</source>. <volume>4</volume>, <fpage>1203</fpage>&#x02013;<lpage>1207</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1021/nl049527q</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B14">
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Shin</surname> <given-names>J. S.</given-names></name> <name><surname>Pierce</surname> <given-names>N. A.</given-names></name></person-group> (<year>2004</year>). <article-title>A synthetic DNA walker for molecular transport</article-title>. <source>J. Am. Chem. Soc</source>. <volume>126</volume>, <fpage>10834</fpage>&#x02013;<lpage>10835</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1021/ja047543j</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">15339155</pub-id></citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>
