Espacios de productos internos

Estoy tratando de reconciliar la definición de espacios de productos internos que encontré en Matemáticas con la que encontré recientemente en Física. En particular, si ( , ) denota un producto interno en el espacio vectorial V encima F :

  1. ( tu + v , w ) = ( tu , w ) + ( v , w )  para todos  tu , v , w V ,

  2. ( α v , w ) = α ( v , w )  para todos  v , w V y α F ,

  3. ( v , w ) = ( w , v )  para todos  v , w V , (* denota conjugación compleja)

fueron algunas de las propiedades enumeradas en mi curso de matemáticas.

En física, sin embargo, se decía que el producto interno era lineal en el segundo argumento y ( v , ( λ i w i ) ) = ( λ i ( v , w i ) ) dónde v y w i son kets en el espacio de Hilbert y λ i son números complejos.

Para mí, estas propiedades de un Producto Interior no son compatibles. Si la primera definición de producto interno es correcta, entonces creo ( v , ( λ i w i ) ) = ( ( λ i ) ( v , w i ) ) dónde denota conjugación compleja.

Respuestas (2)

Para formalizar los comentarios como una respuesta:

La diferencia entre requerir

( α tu , v ) = α ( tu , v )  (definición matemática)
y
tu , α v = α tu , v  (definición del físico)
es puramente uno de convención, y las dos definiciones son equivalentes como ( tu , v ) = v , tu . Tampoco hay una razón intrínseca para elegir, aunque si trabajas exclusivamente con uno durante el tiempo suficiente, podrías llegar a considerar al otro como una abominación. En general, siempre es recomendable estar atento a qué convención se está utilizando.

La definición del físico tiene la ventaja de que se extiende bien a la notación de Dirac, en el sentido de que los elementos de la matriz como ϕ | A ^ | ψ son lineales en ψ , para que el estado A ^ | ψ corresponde a la notación de operador que actúa sobre un vector A v . Si el soporte fuera lineal en ϕ entonces tendríamos que hacer que los operadores actúen a su izquierda . Esta es nuevamente una convención aceptable, pero nadie la usa.

En su mayoría, solo los matemáticos de la vieja escuela tienden a conjugar el primer argumento, no la mayoría de los matemáticos modernos, ni la mayoría de los demás. "Así es como se definió originalmente el producto interno y todavía se usa en algunas comunidades matemáticas de la vieja escuela... ingeniería e informática, y la mayor parte de la física y las matemáticas modernas... para cualquier producto interno, hay algo de hermético, matriz definida positiva M tal que <x,y>=x^*My". Nota 1 de en.wikipedia.org/wiki/Inner_product_space#Notes Cf. math.stackexchange.com/questions/129227/…

El producto interno utilizado en la mecánica cuántica es sesquilineal , a diferencia de solo lineal. Una buena referencia para leer sobre esto es Hassani: Física Matemática .