Oscilador armónico isotrópico tridimensional hamiltoniano

Consideremos el hamiltoniano para el oscilador armónico tridimensional isotrópico:

H = PAG 2 2 metro + metro ω 2 R 2 2 ,

dónde PAG y R son los operadores habituales de momento y posición en tres dimensiones. Quiero mostrar que si definimos

T = 1 2 ( metro ω   R i metro ω PAG ) ,

tendremos H = ω ( T T + 3 / 2 ) .

Para hacer eso acabo de calcular T usando el hecho de que R y PAG son hermíticos y calcularon el producto:

T T = 1 2 ( metro ω   R i metro ω PAG ) ( metro ω   R + i metro ω PAG ) ,

eso es:

T T = 1 2 ( metro ω R 2 + i R PAG i PAG R + PAG 2 metro ω ) ,

y usando el hecho de que [ R , PAG ] = i obtenemos

T T = 1 2 ( metro ω R 2 + PAG 2 metro ω ) = 1 ω ( H ω 2 ) ,

en otras palabras tenemos H = ω T T + ω 2 = ω ( T T + 1 2 ) .

En otras palabras, hay algo bastante mal aquí. Intenté el mismo cálculo nuevamente algunas veces pero siempre obtengo lo mismo. ¿Que me estoy perdiendo aqui? ¿Cómo termina uno con H = ω ( T T + 3 / 2 ) ?

Originalmente pensé que esto estaba fuera de tema, pero después de revisar cuidadosamente la política de tareas, cambié de opinión. Sin embargo, podía ver que el argumento iba en cualquier dirección.

Respuestas (1)

La respuesta la da Prahar en sus comentarios:

(01) T T = T 1 T 1 + T 2 T 2 + T 3 T 3
Para k = 1 , 2 , 3 (1)
(02) T k T k = 1 2 ( metro ω   R k i metro ω PAG k ) ( metro ω   R k + i metro ω PAG k )

(03) T k T k = 1 2 ( metro ω R k 2 + i R k PAG k i PAG k R k + PAG k 2 metro ω )
etc.....
(04) T T = 1 2 ( metro ω R 2 3 + PAG 2 metro ω ) = 1 ω ( H 3 ω 2 )


(1) En las siguientes ecuaciones (02) y (03) se supone que no hacemos uso de la convención de suma de Einstein para índices repetidos.