¿No debería ser conmutativa la suma del momento angular?

tengo momentos angulares S = 1 2 para girar, y I = 1 2 para el momento angular nuclear, que quiero agregar usando la base de Clebsch-Gordan , por lo que la conversión se ve así:

(4.21a) | 1 , 1 = | ( 1 2 1 2 ) 1 2 1 2 , (4.21b) | 1 , 0 = 1 2 ( | ( 1 2 1 2 ) 1 2 , 1 2 + | ( 1 2 1 2 ) , 1 2 1 2 ) , (4.21c) | 1 , 1 = | ( 1 2 1 2 ) , 1 2 , 1 2 , (4.21d) | 0 , 0 = 1 2 ( | ( 1 2 1 2 ) 1 2 , 1 2 | ( 1 2 1 2 ) , 1 2 1 2 ) ,

dónde F = I + S , así que esta es la base | F metro F = metro | ( I S ) , metro I metro S .

Ahora, dado que sumar momentos angulares es conmutativo, el intercambio entre I y S no debería introducir matemáticamente ningún tipo de diferencia.

En otras palabras, en la base descrita en esas ecuaciones, no debería importar si lo escribo como | ( I S ) , metro I metro S o | ( S I ) , metro S metro I , ¿bien?

Ahora el problema es el siguiente: he creado la matriz hamiltoniana H = m B = 2 m B z S z / en el | F metro F representación, y en realidad el resultado depende de cómo llame a esos momentos angulares, por lo que el resultado podría ser

H = ( m B B 0 0 0 0 m B B 0 0 0 0 0 m B B 0 0 m B B 0 )

O podría ser

H = ( m B B 0 0 0 0 m B B 0 0 0 0 0 m B B 0 0 m B B 0 )

Dependiendo de cómo los "etiquetes", I o S ... que es muy confuso!

Esto sucede porque los términos fuera de la diagonal

1 0 | S z | 0 0 = 1 2 ( ( 1 2 1 2 ) 1 2 1 2 | + ( 1 2 1 2 ) 1 2 1 2 | ) S z ( | ( 1 2 1 2 ) 1 2 1 2 | ( 1 2 1 2 ) 1 2 1 2 )

será cualquiera / 2 o / 2 dependiendo de su convención, ya sea | ( I S ) , metro I metro S o | ( S I ) , metro S metro I .

¿Cómo puedo entender esto física y matemáticamente? ¿No debería la suma ser conmutativa y el proceso no reconocer qué etiquetas uso?

Tal vez simplemente no lo entiendo ... pero su hamiltoniano no depende solo de S ? Entonces, ¿por qué esperarías que fuera simétrico bajo el intercambio? I S ? Además, cuando haces tu permutación, eres libre de redefinir la fase de los estados, lo que puede ser suficiente libertad si realmente quieres que la matriz salga igual...
@MichaelBrown ¿Por qué esperar que sea simétrico? porque I=S=1/2, y la nueva base depende directamente de la conmutatividad de I+S=S+I=F, que es simétrica en ese sentido. Entonces, todo es simétrico hasta ahora, pero el hamiltoniano no lo es, ¡mientras que todo lo que hace el hamiltoniano "elige" uno de ellos! ¿Por qué debería importar si todo es simétrico? ¿Por qué debería importar si tomo |SI mS mI> o |IS mI mS>? ¿Realmente tiene sentido para ti? Por favor explique.

Respuestas (1)

Es solo una redefinición de la base.

si cambias I y S , cambias el último vector base mi 4 = | 00 en : mi 4 = | 00 . la nueva base mi se expresa a partir de la base antigua mi con la matriz METRO = METRO t = METRO 1 = ( METRO 1 ) t = D i a gramo ( 1 , 1 , 1 , 1 ) , con mi = METRO mi , y así explica la nueva expresión del hamiltoniano relativa a la nueva base mi , tienes H = ( METRO 1 ) t H METRO 1 .

Gracias por la respuesta. Aunque no puedo entender esto físicamente; ¿Qué es lo que tiene que ser visto desde una nueva perspectiva para que las dos representaciones sean equivalentes? El problema es que estoy escribiendo un programa que se ocupa de algunos momentos angulares, y obtuve un hamiltoniano diferente al agregar 1/2 y 1/2 momentos angulares y verlos de manera diferente ... Ahora, por la forma en que entiendo QM y Coeficientes CG, ¡la física debería ser la misma! Pero aquí no está... ¡¿cómo es que?!
La física no cambia. el vector | 00 tiene coordenadas ( 0 , 0 , 0 , 1 ) en el mi -base, y ( 0 , 0 , 0 , 1 ) en el nuevo mi base. Entonces, cantidades como 10 | H | 00 tienen el mismo valor, cualquiera que sea la base que esté utilizando.
Aquí quiero decir | 00 = | 0 I 0 S , ese es el orden I , S es fijo y no cambia.
Gracias por la respuesta. Pero el hamiltoniano es diferente, por lo que el cambio de energía es diferente; ¡uno tiene un cambio positivo y el otro tiene un cambio negativo! ¿No es eso una diferencia en la física?
Una cantidad física como | 1 I 0 s | H | 0 I 0 S | 2 , no cambia con un cambio de base. Estás mezclando la noción de elementos de una base como mi i , que cambian con su base, con un estado FIJO como | 0 I 0 S . Considere un vector fijo v . Puede cambiar la base, por lo que las coordenadas de v (el v i ) cambiar, pero v en sí mismo (como entidad global) no cambia. Para un operador FIJO H , su representación matricial METRO ( H ) está cambiando con un cambio de base, pero H (como una entidad global) no cambia, y cantidades como w i ( METRO ( H ) ) i j v j no cambies.