Cuantificación canónica de lagrangianos dependientes del tiempo

tengo un lagrangiano

L ( X a , X ˙ a , t ) ,

que no es degenerado, cuadrático en los campos y contiene una dependencia explícita del parámetro de evolución t .

Si L fuera independiente del tiempo, seguiría el siguiente algoritmo para deducir la teoría cuántica:

  1. Defina los momentos canónicos como pag a = L / X ˙ a y el espacio fase como límite descompactado de las variedades simplécticas con la forma simpléctica canónica dada por { X a , pag b } = d b a .
  2. Encuentra una combinación lineal a a = α X a + β pag a tal que { a a , a b } = ( i ) 1 d b a .
  3. Promover a y a a los operadores a ^ y a ^ y definir | 0 como un elemento del espacio de Hilbert aniquilado por todos a ^ .
  4. Construir la representación directa de a ^ , a ^ en H utilizando la relación de conmutación [ a ^ , a ^ ] = 1 y reinterpretar a ^ , a ^ como operadores de aniquilación y creación.
  5. Para cualquier observable clásico, use el mapa de cuantización de Weyl para asignarle un operador. Porque a y a son lineales en X y pag , el mapa de cuantización de Weyl asegura que se mantenga la misma relación para los operadores, demostrando así la consistencia del esquema de cuantización. Vuelva a expresar todos los operadores resultantes en términos de a ^ y a ^ obtener su representación explícita en H .

Eso funciona bien para cuadráticos no degenerados en X , X ˙ lagrangianos sin explícito t dependencia.

Quiero saber cómo cambia la receta anterior (o si es posible usarla) cuando L contiene una dependencia temporal explícita. Para simplificar, supongamos que todavía no es degenerado y cuadrático en X , X ˙ .

Si desea una receta general para la cuantificación canónica (una en la que las variables pueden tener cualquier paridad de Grassmann, estar definidas en una variedad arbitraria, donde el Lagrangiano es completamente arbitrario, el sistema puede tener cualquier tipo de restricción y/o simetrías de calibre, etc. ), es necesario introducir el soporte de Peierls-DeWitt, que sustituye al soporte de Poisson y es mucho más potente. El procedimiento es esencialmente equivalente, pero promoviendo el soporte P-DW a un superconmutador en lugar del de Poisson. Encontrará una excelente discusión sobre el enfoque global de la teoría cuántica de campos de DeWitt.
Por curiosidad, ¿por qué promocionas a , a a los operadores en el paso 3? Noté que esto es lo que todos hacen, pero para mí tiene mucho más sentido promover X , pag a los operadores justo en el paso 1. ¿Por qué esperar? ¡Formule la teoría como una teoría cuántica desde el principio!
@AccidentalFourierTransform gracias por la referencia, pero el libro está detrás de un muro de pago. Le agradecería si pudiera esbozar cómo usarlo en la respuesta a esta pregunta. Sería particularmente feliz si primero pudiera explicar cómo introducir el corchete en el caso más general (variedad arbitraria de espacio-tiempo, cualquier tipo de lagrangiano, cualquier paridad, etc.), y luego explicar brevemente los aspectos relevantes para mi pregunta aquí.
@AccidentalFourierTransform si está satisfecho con el enfoque algebraico de la teoría cuántica, entonces sí, puede promover X y pag a un C álgebra inmediatamente y luego deducir su representación. Sin embargo, en algunos casos (no relacionados con la pregunta en cuestión) esa última parte es muy difícil: puede haber múltiples representaciones, y siempre es difícil encontrar la que es físicamente relevante. Usando a y a asegura que el espacio de Hilbert se construye a lo largo de la cuantización correctamente, y todos los operadores están representados en él explícitamente. me parece agradable
Ojalá pudiera. La definición general del soporte P-DW es mucho más elaborada que la del soporte P, y aunque estoy familiarizado con la imagen general, no recuerdo los detalles. Además, el concepto es tan rico e interesante que merece una discusión más exhaustiva de lo que se puede escribir en una respuesta aquí. Solo para que sepa, si está dispuesto a descargar el pdf, está en Library Genesis (no es como si DeWitt fuera a recibir dinero si lo compra de todos modos...)
@AccidentalFourierTransform aún, si pudiera dibujar la imagen general, lo agradecería mucho (voto a favor incluido :)). pero sin presión

Respuestas (1)

La cuantización es un tema enorme, cf. por ejemplo, ref. 1. Dado que OP parece interesado en la formulación hamiltoniana clásica por derecho propio, parece natural dividir la tarea en 2 partes:

  1. Transformación de Legendre de la formulación lagrangiana a hamiltoniana clásica.

  2. Cuantificar la formulación hamiltoniana, utilizando, por ejemplo, variables reales ( q i , pag i ) o variables complejas ( a i , a i ) .

La dependencia explícita del tiempo no altera fundamentalmente esta receta.

Referencias:

  1. M. Henneaux & C. Teitelboim, Quantization of Gauge Systems, 1994.
1. ¿Podría ser más específico, por favor? 2. ¿Estás sugiriendo que el espacio de fase (espacio de soluciones de ecuaciones de movimientos) aún se describe mediante ( X , pag ) para el tiempo inicial con el corchete canónico de Poisson? 3. Y la misma definición de pag ?
2. Esa es una forma de verlo. 3. Dado que asumo una formulación hamiltoniana, la pag i son variables independientes.