作者granas (granas)
看板Physics
标题Re: [闲聊] 请问二次量子化本质性的概念
时间Fri Nov 27 06:10:22 2015
: 我想请问一个问题,关於建构L+-这样的算符,我只知道这样的非hermitian算符可以升阶
: 及降阶,但我想问,关於如何建构这样的算符,有没有更为根本的概念
: 这个算符是凑出来的??
: 还是有比较好的方式可以帮助我想像或理解,最初的人是如何建构出这样的算符
: 另外,leo先生有提及关於lie group,并说明这是更大的代数结构,关於这方面我蛮想多
: 了解一些,可否稍微着墨一下,因为我现在有在读群论,并且重新复习较偏数学的线代(
: 就是friedberg那一本),希望为lie group,lie algebra和表示论铺路,至於我为什麽要
: 读lie群,纯粹是因为听不少人说这是物理的一个算蛮核心的数学,我目前的物理程度虽
: 然还不需要,但也空就会花时间看
: 谢谢
如果一开始你拿到的是一个Lie algebra 这个故事有一个standard process
(Lie algebra是Lie group的微分版本)
你会先挑出最大的一组互相commute的operators 叫做Cartan subalgebra
物理上的意义是你可以同时diagonalize这些operators,以SO(3)的例子就只有一个:Jz
接着你想像在adjoint representation,找出这些Cartan subalgebra的eigenstate。
如果你觉得这个讲法有点吓人,大致上的意思是说,对於每一个h in Cartan subalgebra
找出ladder operater A such that [h,A]=\lambda x A。
\lambda是eigenvalue,对应到的是如果你把A作用到state上,你会增加
h的eigenvalue(in original representation) by \lambda
SO(3)的例子里 你找到的就是[Jz,J+]=J+, etc.
详情请参照任一本 Lie algebra教科书。
在quantum mechanics里,我们一开始就会拿到一些observables and their commutation
relations,所以我们一开始就会拿到一个像是Lie algebra的structure。
比如说一颗particle,我们有X, P, with [X,P]=i
如果我们选择用X来label states,因为[X,-iaXP]=aX 所以-iaXP就是
X的creation operator,对应到增加X的eigenvalue by a (translation)
如果我们选择用Hamiltonian来label, 那就会取决於H and X,P的commutation relations
比如说H=(P^2+X^2)/2 (Harmonic oscillator)
[H,X]=-iP
[H,P]=iX
=>[H,X-iP]=1x(X-iP)
所以X-iP就是H的creation operator(up to a const), increasing the energy by 1。
有时候就算我们选择要用Hamiltonian 来label states,我们会发现state不unique
数学上就对应到我们一开始的Cartan subalgebra没选好,我们应该要加一些跟H
commute的operators,比如说在氢原子的时候,我们加了J^2 Jz Sz。
所以这跟我们一开始的degree of freedom (所有operators)有关。
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1F:推 leo80042: 推 11/28 01:35
2F:推 louis925: 推! 之前竟然都没有学到这东西 11/28 16:04
3F:推 WINDHEAD: g大说的是比较标准的作法。实际上还有另一种同样也是 11/29 04:17
4F:→ WINDHEAD: canonical 的作法叫做 orbit method 比较神秘一点 11/29 04:18