Norma de estado cuántico en tres dimensiones

La interpretación de Born establece que para una partícula con una función de onda Ψ ( X ) , la probabilidad total de encontrar esa partícula en algún punto del espacio es igual a Ψ ( X ) Ψ ( X ) d X = 1 .

Supongamos que tenemos un estado | ψ en el espacio de Hilbert H = L 2 ( R ) . El operador de posición aquí es X ^ con valores propios de X . Para calcular probabilidades, el estado debe estar normalizado. para comprobar si | ψ está normalizado, calculamos su norma:

ψ | ψ = ψ | I ^ | ψ = ψ | ( d X | X X | ) | ψ = d X ψ | X X | ψ = ψ ( X ) ψ ( X ) d X .

Ahora supongamos que tenemos un estado | ϕ en el espacio de Hilbert H = L 2 ( R norte ) . El operador de posición aquí es, si entiendo correctamente, r ^ norte con valores propios vectoriales de r norte (según esta respuesta: https://physics.stackexchange.com/a/126763/117677 ). Ahora nuevamente, queremos asegurarnos de que | ϕ está normalizado. Su norma (generalizando del caso anterior) viene dada por

ϕ | ϕ = ϕ | I ^ | ϕ = ϕ | ( d r norte | r norte r norte | ) | ϕ .
Esto no tiene mucho sentido para mí, ya que tenemos el diferencial de un vector, d r norte , y el ket | r norte , que es como etiquetar dos veces un vector.

Entonces, ¿cómo se calcula la norma de un estado en más de una dimensión? ¿Generalicé incorrectamente o simplemente me estoy perdiendo alguna intuición clave?

Por qué estas escribiendo d r norte , o más bien: ¿Por qué estás usando los kets de posición? Si tienes una función de onda ϕ ( X ) , solo escribes ϕ ( X ) ϕ ( X ) d norte X , es decir, la habitual integral n-dimensional sobre R norte .

Respuestas (1)

¿Te molestó tener el diferencial? d X y el ket | X en el ejemplo 1D? Si no, ¿qué hace que esto sea diferente?

Expandamos un poco más tu fórmula.

ϕ | ϕ = d 3 r ϕ | r r | ϕ = d 3 r ϕ ( r ) ϕ ( r ) = d 3 r | ϕ ( r ) | 2

Así que esto es claramente solo la integral sobre todo el espacio de la densidad de probabilidad, como se desea.