Oscilador armónico cuántico amortiguado: evolución del estado coherente

Estoy tratando de resolver la siguiente ecuación maestra (también similar al oscilador armónico cuántico amortiguado):

d ρ ^ d t = Γ 2 ( 2 a ^ ρ ^ a ^ a ^ a ^ ρ ^ ρ ^ a ^ a ^ )
con estado coherente inicial: ρ ^ ( 0 ) = | α α | . Mi idea era usar la función de Sudarshan y el álgebra D de Gilmore para escribir una ecuación diferencial. El primer paso es descomponer el operador de matriz de densidad en una base de estado coherente:
ρ ^ ( t ) = d 2 β   PAG ( β , t ) | β β |
y actuar con los operadores que aparecen en la ecuación inicial:

a ^ ρ ^ a ^ = d 2 β   | β | 2 PAG ( β , t ) | β β |
a ^ a ^ ρ ^ = d 2 β   PAG ( β , t ) β ( β + β ) | β β | = d 2 β   | β β | ( β β ) β PAG ( β , t )
ρ ^ a ^ a ^ = d 2 β   PAG ( β , t ) β ( β + β ) | β β | = d 2 β   | β β | ( β β ) β PAG ( β , t )
Finalmente obtenemos:
PAG ( β , t ) t = Γ 2 ( β β + β β + 2 ) PAG ( β , t )

Estoy bastante seguro de que la derivación es correcta porque la ecuación diferencial conserva la traza de la unidad, es decir

d d t Tr { ρ ^ ( t ) } = d 2 β   PAG ( β , t ) t = Γ 2 d 2 β   ( β β PAG ( β , t ) + β β PAG ( β , t ) ) = 0
Mi idea ahora era usar la exponenciación y escribir la solución casi final como:
PAG ( β , t ) = Exp [ t Γ 2 ( β β + β β + 2 ) ] d ( 2 ) ( α β )
y luego de la definición de la función delta
d ( 2 ) ( α β ) = 1 π 2 d 2 η   mi i η ( α β ) mi i η ( α β )
puedo escribir
PAG ( β , t ) = mi Γ t 1 π 2 d 2 η   mi i η α 2 mi t Γ 2 β β mi i η β × mi i η α mi t Γ 2 β β mi i η β = mi Γ t d 2 ( α β mi t Γ / 2 )
El último paso se puede encontrar aquí . al final me sale
ρ ( t ) = mi Γ t | α mi t Γ / 2 α mi t Γ / 2 |
El problema es que no conserva el rastro a medida que crece hasta el infinito. ¿Alguna idea de dónde cometí un error?

Respuestas (1)

Es una vieja pregunta, estoy seguro de que OP podría haberlo descubierto. El problema con la normalización está presente debido a una conversión incorrecta de PAG [ β , t ] a ρ ( t ) .

La forma correcta de construir la matriz de densidad. ρ ( t ) de la función Glauber-Sudarshan PAG [ β , t ] es :

PAG [ β , t ] = mi Γ t d 2 ( α β mi Γ t 2 ) = d 2 ( β α mi Γ t 2 ) ρ ( t ) = d 2 β PAG [ β , t ] | β β | = | α mi Γ t 2 α mi Γ t 2 |