Non-perturbative construction of the Luttinger-Ward functional

Abstract

For a system of correlated electrons, the Luttinger-Ward functional provides a link between static thermodynamic quantities on the one hand and single-particle excitations on the other. The functional is useful in deriving several general properties of the system as well as in formulating the thermodynamically consistent approximations. Its original construction, however, is perturbative as it is based on the weak-coupling skeleton-diagram expansion. Here, it is shown that the Luttinger-Ward functional can be derived within a general functional-integral approach. This alternative and non-perturbative approach stresses the fact that the Luttinger-Ward functional is universal for a large class of models.

Для системи скорельованих електронiв функцiонал Люттiнгера-Варда забезпечує зв’язок мiж статичними термодинамiчними величинами, з одного боку, та одночастинковими збудженнями, з iншого боку. Цей функцiонал є придатним для отримання деяких загальних властивостей системи, а також для формулювання термодинамiчно узгоджених наближень. Однак його побудова є пертурбативною, оскiльки вона базується на дiаграмному розкладi при слабкому зв’язку. Показано, що функцiонал Люттiнгера-Варда можна отримати в рамках загального функцiонально-iнтегрального пiдходу. Цей альтернативний непертурбативний пiдхiд пiдкреслює той факт, що функцiонал Лютiнгера-Варда є унiверсальним для широкого класу моделей.