¿Qué estado usar: Fock/Coherent?

Tengo problemas para distinguir entre los diferentes estados del campo electromagnético cuantificado.

  • Considere un solo modo del campo em libre cuantificado caracterizado por su vector de onda k → = w C norte → y su polarización ε → que suponemos lineal.

Si quiero calcular el valor esperado de la energía si este modo contiene cero fotones, ¿qué debo usar? El estado de Fock | 0 ⟩ o un estado coherente | α ⟩ = mi − | α | / 2 ?

Gracias de antemano.

Tenga en cuenta que el estado de Fock | norte = 0 ⟩ es igual al estado coherente | α = 0 ⟩ .

Respuestas (1)

Un estado etiquetado por los números de ocupación precisos de todos los modos es un estado de Fock. Como conoce el número de ocupación, se trata de un estado Fock. Esta no es la única forma de etiquetar los estados cuánticos, ya que está omitiendo por completo la fase del fotón fuera de la descripción. Para hablar tanto de números como de fases, puede descomponer el operador de aniquilación de esta manera: a ^ = ( norte ^ + 1 ) 1 / 2 mi i ϕ ^ , y de manera similar a ^ † . De hecho, si calcula las relaciones de conmutación, obtiene una (quizás sorprendente) incertidumbre número-fase,

Δ norte ^ Δ porque ^ ϕ ≳ 1 2 | < pecado ^ ϕ > | ,
lo que significa que los estados de Fock carecen de información sobre la fase en absoluto. Los estados coherentes, que son básicamente paquetes de ondas gaussianas, minimizan esta incertidumbre. Pero esto significa que no tienen números de ocupación bien definidos.

Corrección: quise decir si se conoce el número de ocupación de un modo dado. Por supuesto, los modos en sí son conocidos, pero lo que nos interesa es el número de fotones en un modo dado.
¿Quizás deberías editar tu respuesta? "Un solo modo es un estado de Fock" es muy engañoso.
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