Base de estado coherente del espacio de Fock de partículas (relativistas)

Para una partícula bosónica escalar neutra de masa metro , considero un espacio de Fock con base ortonormal de estados propios de momentos

| pag 1 pag 2 pag norte = 1 norte ! σ | pag σ ( 1 ) | pag σ ( 2 ) | pag σ ( norte ) ,
con un número definido de partículas que va de 1 a , junto con el estado de vacío | 0 ; la suma es sobre todas las permutaciones σ de las partículas La normalización debe ser de la forma pag | pag = 2 mi d ( pag pag ) , dónde mi = metro 2 + pag 2 , para pag | pag ser invariante de Lorentz.

Defino el operador de creación. a ^ ( pag ) como

a ^ ( pag ) | pag 1 pag 2 pag norte = norte + 1 | pag 1 pag 2 pag norte pag ,
y un estado coherente | a como un estado propio del operador de aniquilación a ^ ( pag ) con valor propio a ( pag ) para cada posible pag :
a ^ ( pag ) | a = a ( pag ) | a pag .
El conjunto { | a } de todos los estados coherentes se construye así a través del funcional ( 0 | a a 0 se fija por normalización)
a ( pag ) | a = a 0 | 0 + a 0 norte ! norte = 1 d ¯ 3 pag 1 d ¯ 3 pag norte a ( pag 1 ) a ( pag norte ) | pag 1 pag norte , d ¯ 3 pag | a ( pag ) | 2 < ,
con un estado coherente para cada elemento del conjunto A de todas las funciones complejas integrables de módulo cuadrático a ( pag ) ; y
b | a = b 0 a 0 Exp d ¯ 3 pag b ( pag ) a ( pag ) .
Las integraciones se realizan con el elemento de momento invariante de Lorentz
d ¯ 3 pag i d 3 pag i 2 pag i 2 + metro 2 = d 3 pag i 2 mi i .

Ahora bien, la pregunta es si { | a } es una base, una base sobrecompleta del espacio de Fock; más precisamente, si existe una definición adecuada de la medida D a de una función compleja módulo-cuadrado-integrable a ( pag ) dando una integral funcional

A D a | a a | = 1 ^ ,
con | a normalizado a 1 , es decir, | a 0 | 2 Exp d ¯ 3 pag | a ( pag ) | 2 = 1 . En la base de momentos, esto se traduce en
d metro norte σ i 2 mi i d ( pag i pag σ ( i ) ) = D a mi d ¯ 3 pag | a ( pag ) | 2 a ( pag 1 ) a ( pag norte ) a ( pag 1 ) a ( pag metro ) ;
1 = D a mi d ¯ 3 pag | a ( pag ) | 2 , metro = norte = 0 .

Respuestas (2)

La respuesta es sí; la medida deseada es una medida gaussiana. La construcción funciona para cualquier espacio de Fock, con estados coherentes etiquetados por las funciones de onda de 1 partícula. Para una exposición rigurosa y libre de medidas en términos de reproducción de los espacios kernel de Hilbert, véase, por ejemplo, mi artículo

A. Neumaier y A. Ghaani Farashahi, Introducción a la cuantificación coherente, arXiv:1804.01400 .

Esto se puede convertir en una construcción teórica de medida utilizando el teorema de Bochner-Minlos.

Muchas gracias, @arnold-neumaier. Desafortunadamente, todavía no he podido tomarme el tiempo para entrar en detalles, por lo que no puedo aceptar la respuesta, aunque estoy bastante seguro de que el problema está resuelto como usted señala.

Un enfoque diferente que evita algunos de los problemas es considerar bases de cuadratura en lugar de una base de Fock. Los estados propios de los operadores de cuadratura, dados por

q ^ ( pag ) | q = | q q ( pag ) ,
formar bases ortogonales completas. En otras palabras,
q | q = d [ q q ] ,
dónde d [ q q ] es un funcional delta de Dirac. Además
| q q | D [ q ] = 1 ^ ,
donde la integral funcional recorre el espacio de las funciones cuadradas integrables.

Para las derivaciones ver: PhysRevA 98/043841 y PhysRevA 101/019903.