El principio de exclusión de Pauli y el principio de Pfaffian

Estamos hablando de funciones de onda de muchos cuerpos de fermiones sin espín.

El determinante es una estructura muy agradable para el principio de exclusión de Pauli, esto se debe a que cuando dos estados de una sola partícula son iguales, la función de onda de muchos cuerpos se convertirá en cero automáticamente. Partimos de un conjunto completamente ortogonal de estado de una sola partícula para construir el determinante de Slater.

Sin embargo, no tengo muy claro lo de Pfaffian. Porque usamos la función de onda de dos partículas como bloque de construcción. Y solo usamos un bloque de construcción.

Por ejemplo:

Supongamos que tenemos la función de onda de dos partículas gramo ( X 1 , X 2 ) = mi i k 0 X 1 mi i k 0 X 2 mi i k 0 X 2 mi i k 0 X 1 = pecado ( k 0 ( X 1 X 2 ) )

para ahorrar tipeo, dejar set k 0 = 1 y gramo 12 = gramo ( X 1 , X 2 )

gramo 12 = pecado ( X 1 X 2 ) significa que tenemos dos partículas ocupando k 0 = ± 1 estados

Ahora, usemos Pfaffian para construir una función de onda de 4 cuerpos:

Ψ ( X 1 , X 2 , X 3 , X 4 ) = pecado ( X 1 X 2 ) pecado ( X 3 X 4 ) pecado ( X 1 X 3 ) pecado ( X 2 X 4 ) + pecado ( X 1 X 4 ) pecado ( X 2 X 3 )

O la notación más corta:

Ψ 4 := gramo 12 gramo 34 gramo 13 gramo 24 + gramo 14 gramo 23 := P.f. [ gramo i j ]

Mi pregunta, solo tenemos dos estados de una sola partícula. k 0 = ± 1 , pero hay 4 partículas. ¿Se contradice con el principio de exclusión de Pauli?

"fermión sin espín" ???? los fermiones por definicion tienen spin 1/2 esos son los que obedecen a la exclusion de pauli. spinless=boson , sin exclusión de Pauli .
No, está bien, el teorema de la estadística de espín se aplica a teorías con invariancia de Lorentz. En un hamiltoniano cuántico genérico de muchos cuerpos, ni siquiera necesitamos tener el "giro" como un número cuántico. Por fermión solo quiere decir que esos son grados de libertad anticonmutantes.
Tal vez sería bienvenida alguna información adicional sobre los Pfaffianos.
Pfaffian es similar al determinante, ambos son sumas sobre permutaciones. Pero Pfaffian también se ocupa de la estructura de "emparejamiento". Ambos sirven como una herramienta para antisimetrizar funciones de onda de muchos cuerpos. en.wikipedia.org/wiki/Pfaffian
Para simplificar el problema, uso "fermión sin espín". Mi pregunta sigue siendo la misma si agregas el giro, { k 0 = ± 1 } { s =↑ , } luego mirando la función de onda de ocho cuerpos Ψ 8 = P.f. [ gramo i j ] , 4 estados pero 8 partículas. Por supuesto, siempre puedes agregar más partículas.

Respuestas (1)

No es una contradicción porque el Pfaffian que calculaste se desvanece. Dejame llamar X i j = X i X j . Para k i o j tenemos

pecado ( X i j ) = pecado ( X i k + X k j ) = pecado ( X i k ) porque ( X k j ) + porque ( X i k ) pecado ( X k j )
Sobre la base de la notación de OP, déjame definir más h i j = porque ( X i j ) . El Pfaffian lee
Ψ 4 = gramo 34 ( gramo 13 h 23 h 13 gramo 23 ) gramo 13 ( gramo 23 h 34 + h 23 gramo 34 ) + gramo 14 gramo 23 = gramo 34 ( gramo 13 h 23 gramo 13 h 23 h 13 gramo 23 ) + gramo 23 ( gramo 14 gramo 13 h 34 ) = gramo 23 ( gramo 14 gramo 13 h 34 h 13 gramo 34 ) = = gramo 23 ( gramo 14 gramo 14 ) = 0 .