Evolución del tiempo en la mecánica cuántica

Sabemos que un operador A en mecánica cuántica tiene evolución temporal dada por la ecuación de Heisenberg:

i [ H , A ] + A t = d A d t

¿Podemos deducir de esto que

A ( t ) = mi i H t A ( 0 ) mi i H t ?

LM: Agregué i / delante de [ H , A ] .

Si podemos. Sin embargo, aunque esta solución puede parecer muy explícita, puede ser difícil de evaluar (exponenciales de operadores en un espacio de dimensión infinita) en los ejemplos interesantes, por lo que a menudo tenemos que usar métodos diferentes a la evaluación "más directa", de todos modos . he añadido el i / factor antes del conmutador.
¿La pregunta es sobre la diferenciabilidad de las funciones exponenciales de los operadores? ¿O sobre la definición de funciones exponenciales de operadores? ¿O qué se puede hacer con la solución "formal" para obtener más información sobre el comportamiento dependiente del tiempo del sistema?
@Luboš Motl gracias por la corrección y el comentario. +1
En general, esto sólo es posible si H y A no depender explícitamente del tiempo t .

Respuestas (1)

Tenemos que considerar el operador, que no depende explícitamente del tiempo.

A t = 0

Apliquemos la fórmula del conmutador recursivamente:

d 2 A d t 2 = ( i ) 2 [ H , [ H , A ] ]

d 3 A d t 3 = ( i ) 3 [ H , [ H , [ H , A ] ] ]

etc.

Luego combinamos esas derivadas en una serie para A ( t )

A ( t ) = A ( 0 ) + d A d t t + 1 2 ! d 2 A d t 2 t 2 + 1 3 ! d 3 A d t 3 t 3 + . . .

A ( t ) = A ( 0 ) + i [ H , A ] t + 1 2 ! ( i ) 2 [ H , [ H , A ] ] t 2 + 1 3 ! ( i ) 3 [ H , [ H , [ H , A ] ] ] t 3 + . . .

Y luego usas esta fórmula para llegar al resultado:

mi X Y mi X = Y + 1 1 ! [ X , Y ] + 1 2 ! [ X , [ X , Y ] ] + 1 3 ! [ X , [ X , [ X , Y ] ] ] + . . .

Así que usaste la fórmula de Hadamard. Gracias. +1