Do tej pory w naszym wykładzie zdefiniowaliśmy operatory tworzenia $ a ^ {\ dagger} _ {n} $ w w następujący sposób, jak powiedzieliśmy:

Ktoś dostał antysymetryczny lub symetryczny stan cząstek N- i teraz $ a ^ {\ dagger} _ {n} $ stawia inną cząstkę w stanie n, tak że kończymy z symetrycznym / antysymetrycznym stanem cząstek N + 1. Ta interpretacja jest dla mnie jasna w tym sensie, że operatory $ a ^ {\ dagger}, a $ unikają uciążliwych wyznaczników slaterów i tak dalej. Mimo to nadal mamy do czynienia z dobrze zdefiniowanymi symetryzowanymi / antysymetrycznymi stanami produktu, które zostają rozszerzone lub zredukowane o jeden stan, które są ukryte za tym zapisem.

Teraz zdefiniowaliśmy również operatory pól w QM przez $ \ psi ^ {\ dagger} (r) = \ sum_ {i; \ text {wszystkie stany}} \ psi_i ^ * (r) a_i ^ {\ dagger}. $ Powiedzieliśmy, że tworzą cząstkę w pozycji $ r $ . Jakoś nie jest dla mnie jasne, co to oznacza:

Utworzenie cząstki w dokładnej pozycji $ r_0 $ w QM oznaczałoby, że mamy teraz dodatkowy stan $ \ psi_i (r) = \ delta (r-r_0) $ w naszym wyznaczniku slatera. Wątpię, czy taka jest idea. Ale ponieważ operatory $ a_i ^ {\ dagger} $ działają na stan $ N $ -cząstki i mapują na stany cząstek $ N + 1 $, to samo musi być prawdą dla $ \ psi ^ {\ dagger} (r) $ . Niemniej jednak mam trudności z interpretacją wyniku.

Jeśli coś jest niejasne, daj mi znać.

Odpowiedź

$ \ psi_i $ w twojej sumie nie musi być funkcjami delta. Możesz na przykład pomyśleć, że są one funkcjami własnymi energii $$ \ mathcal {H} \ psi_i (r) = E_i \ psi_i (r) $$, tworząc w ten sposób cząstkę o wartości $ r $ oznacza to, że otrzymujesz superpozycję wszystkich możliwych sposobów cząstka może mieć wartość $ r $ (w tym konkretnym przypadku): $$ \ underbrace {\ psi ^ \ dagger (r)} _ {\ text {operator}} | 0 \ rangle = \ sum_i \ overbrace {\ psi_i ^ * (r)} ^ {\ text {liczby zespolone}} | i \ rangle $$ gdzie $ | 0 \ rangle $ to stan próżni (lub stan podstawowy, jeśli chcesz), a $ | i \ rangle $ to stan Focka z jedną cząstką w n-tym trybie. Możesz myśleć o tym równaniu jako określającym dla każdego $ i $, $ \ psi_i ^ * (r) $ jest amplitudą prawdopodobieństwa znalezienia cząstki w pozycji $ r $, jeśli wiesz, że jest w stanie $ i $.

Komentarze

  • interpretacja tworzenia superpozycji wszystkich możliwych sposobów, w jakie cząstka może dostać się do pozycji $ r $, wygląda dla mnie sensownie. Chodzi mi o to, że jeśli dobrze cię zrozumiałem, tworzymy cząstkę w dowolnym stanie własnym i szukamy amplitudy prawdopodobieństwa, że ta cząstka znajduje się w pozycji $ r $. ' nie widzę tylko, jak to pojęcie jest powiązane z faktycznym tworzeniem cząstki w pozycji $ r $. Jeśli się nad tym zastanowić, to są to dwie różne rzeczy. Czy mógłbyś spróbować wyjaśnić, co chcemy modelować za pomocą tego operatora pola?
  • To naprawdę zależy od kontekstu. Interpretacja " cząstki " nie zawsze jest odpowiednia, bardziej ogólnie można myśleć o tych operatorach jako o tworzeniu / anihilacji stanów kwantowych. W kontekście QFT stany te są rzeczywiście (zwykle) stanami cząstek, a $ | 0 \ rangle $ stanem bez cząstek, stąd terminologia. Ale na przykład w NRQM często jest to nieprawdą, a " stan próżni " jest w tym przypadku tylko stanem podstawowym systemu . " tworzą " / " niszczą " stwierdza w tym sensie, że wysyłają daną przestrzeń Focka do innej z jednym dodatkowym / mniejszym stanem tego konkretnego rodzaju.

Odpowiedź

Potraktuj to jako zmianę podstawy. $ a_i ^ \ dagger $ tworzy cząstkę w stanie $ | i \ rangle $. Teraz ten stan $ | i \ rangle $ można zapisać w postaci stanów pozycji $ | r \ rangle $ jako $$ | i \ rangle = \ int dr \, \ psi_i (r) | r \ rangle, $$ w ten sposób utworzenie cząstki w tym stanie jest równoznaczne z utworzeniem cząstki w stanie superpozycji o odpowiedniej wadze $ \ psi_i (r) $. Równoważnie, cząstkę zlokalizowaną w $ | r \ rangle $ można opisać jako będącą w superpozycji stanu $$ | r \ rangle = \ sum_i \ psi_i ^ * (r) | i \ rangle, $$, tworząc w ten sposób cząstkę w stanie $ | r \ rangle $ operator $ \ psi ^ \ dagger (r) $ jest definiowany przez operator $ \ sum_i \ psi_i ^ * (r) \, a_i ^ \ dagger $.

Komentarze

  • przepraszam, ale ta odpowiedź jest bardzo myląca. wydaje się, że sumujesz pozycje. Zauważ, że pozycje nie są dyskretne! Dlatego mam poważne problemy ze zrozumieniem twojego $ | r \ rangle $ ' s.
  • @TobiasHurth: that ' s to tylko notacje (pomyśl o dyskretyzowanej wersji przestrzeni). Ale właśnie zmieniłem na całkę, jeśli to sprawia, że czujesz się lepiej.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *