Estoy repasando mi mecánica cuántica revisando a Sakurai y Napolitano nuevamente y resolviendo todas las derivaciones. Estoy perplejo (aunque probablemente no debería estarlo) con algo de álgebra en la rotación finita de los sistemas de espín-1/2. La derivación (Sakurai y Napolitano, pág. 164) comienza aplicando el operador de rotación finita sobre el eje z al operador sobre la base de autos:
Hasta aquí todo bien: la descomposición espectral de es obvio a partir de las matrices de Pauli, y el operador de rotación finito es fácil de obtener tomando el límite de aplicar el operador de rotación infinitesimal infinitamente muchas veces. Sustituyendo y repartiendo, obtengo
Pero Sakurai y Napolitano (correctamente) obtienen
De esta forma es sencillo aplicar la fórmula de Euler y mostrar que la acción de la rotación finita en es solo
que gira el espín en el plano xy, como se esperaba. Lo que no puedo entender (y estoy seguro de que es algo simple que estoy pasando por alto) es cómo se distribuyen los exponenciales en los dos términos en la descomposición espectral. ¿Es este un truco de álgebra que me estoy perdiendo, o hay algo más equivocado en mi forma de pensar?
Es una simple multiplicación de matrices y los operadores entran por ambos lados.
actuaría desde la izquierda en los kets mientras actuaría desde la derecha sobre los sujetadores. Puedes verlo más claramente si lo haces explícitamente.
usa la base y para representar los operadores como matrices
= =
= =
tendría la forma
mientras tendría la forma
= =
no y
= =
no
Usó el mismo valor propio para el operador que actúa en ambos y .
L.Londau
Abdullah Al Shafey