Momentum como Generador de Traducciones

Entiendo por algunos estudios en matemáticas, que el generador de traducciones lo da el operador d d X .

De manera similar, sé por la mecánica cuántica que el operador de cantidad de movimiento es i d d X .

Por lo tanto, podemos ver que el operador de cantidad de movimiento es el generador de traslaciones, multiplicado por i .

Sin embargo, estoy interesado en si se puede hacer un argumento en la línea de "dado que d d X es el generador de traslaciones, entonces el operador de cantidad de movimiento debe ser proporcional a d d X ". Si pudiera esbozar tal argumento, creo que esto me ayudará a comprender la conexión física entre el generador de traslaciones y el operador de cantidad de movimiento en la mecánica cuántica.

Bueno, si lo piensas bien, la expansión de Taylor sobre pags 0 realmente es Exp ( i Δ pags X ) F ( pags ) | pags = pags 0 = F ( pags 0 + Δ pags ) por alguna constante Δ pags , con = 1 . Esa es la idea general aquí.

Respuestas (1)

En la representación de la posición, los elementos de la matriz (función de onda) de un estado propio de cantidad de movimiento son

X | pags = ψ pags ( X ) = mi i pags X
La función de onda desplazada por una traslación finita constante a es
ψ ( X + a )
Ahora el operador de cantidad de movimiento es lo que, actuando sobre los estados propios de cantidad de movimiento, devuelve el valor de la cantidad de movimiento en estos estados, esto es claramente i d d X .

Para nuestro estado propio de impulso, si lo cambio espacialmente en una cantidad infinitesimal ϵ , se vuelve

ψ ( X + ϵ ) = mi i pags ( X + ϵ ) = mi i pags ϵ mi i pags X = ( 1 + i ϵ pags + . . . ) mi i pags X
es decir, el cambio lo modifica por una expansión en su valor de impulso. Pero si Taylor se expande ψ ( X + ϵ ) , Yo obtengo
ψ ( X + ϵ ) = ψ ( X ) + ϵ d d X ψ ( X ) + . . . = ψ ( X ) + i ϵ ( i d d X ) ψ ( X ) + . . .
Entonces esto es consistente ya que el operador de desplazamiento espacial infinitesimal i d d X es precisamente el operador el que está extrayendo el valor propio del impulso.

Aunque lo anterior es una versión simplificada. Este wiki tiene algunas buenas bases para lo anterior. es.wikipedia.org/wiki/…
Esta respuesta muestra que la suposición X | pags = mi i X pags es equivalente a la afirmación de que pags es el generador de la traducción. (Puede comenzar desde cualquiera de los dos y derivar el otro). Pero cuando leo la pregunta, me parece que el OP está pidiendo algo mucho más fundamental que eso.
Una explicación usando grupos de Lie estaría bien.