Estimación de la energía mínima con el principio de incertidumbre

Actualmente estoy tratando de resolver un problema que consiste en estimar la energía mínima de una partícula en el potencial:

V ( X ) = V 0 a | X |

Estoy bastante confundido acerca de cómo manejar el valor absoluto en el potencial. Hasta ahora sé que la energía total de la partícula será

mi = pag 2 2 metro V 0 a | X |

Por lo tanto, el valor esperado de la energía es

mi = pag 2 2 metro V 0 a | X |

Ahora, ¿puedo usar el hecho de que

1 | X | = 1 X 2
y luego | X | = X 2 = Δ X ? Entonces por el principio de incertidumbre sabemos que Δ pag = / 2 Δ X y Δ pag 2 = pag 2 ( pag = 0 y X = 0 en un estado de mínima energía)

Reemplazando esto en la ecuación de energía da

mi = 2 8 metro Δ X 2 V 0 a Δ X

Al minimizar esto obtengo

mi metro i norte = 2 metro V 0 2 a 2 2

Ahora bien, esto no se ve muy mal, pero no estoy seguro de haber usado el enfoque correcto con | X | = X 2 = Δ X .

Respuestas (1)

No, no puedes hacer eso. Puedes escribir | X | = X 2 , y luego puede ir a | X | = X 2 , pero no es válido decir X 2 = X 2 . Puede elegir casi cualquier función de onda, ψ ( X ) = π 1 / 4 mi X 2 / 2 por ejemplo, y mostrar que los dos no son iguales.

En general, F ( X ) F ( X ) a menos que F es lineal. Eso también significa que cuando tomas el valor esperado del operador de energía, no puedes escribir 1 | X | ; tienes que dejarlo como 1 | X | .

Aunque tiene toda la razón, six7th está haciendo (en sus palabras) una estimación, no un cálculo real. Con sus advertencias bien expresadas, encuentro muy bien el razonamiento para el ejercicio.
Sí, pensé en eso, pero no está claro a partir de la pregunta qué tan precisa se espera una estimación. Además, a veces hace una gran diferencia, por ejemplo, es fácil encontrar un estado 1 / | X | es pequeño pero 1 / | X | es indefinido.
Seguro que hay que tener cuidado con cantidades quizás mal definidas. Pero con respecto a la precisión, comete el mismo tipo de error cuando asume Δ pag Δ X = / 2 . Debe ser más grande (en el mejor de los casos igual). Para saber el valor exacto necesitas conocer la función de onda, pero luego no necesitas estimar nada, ya que simplemente puedes calcularla.