¿Quién está haciendo la normalización de la función de onda en la evolución temporal de la función de onda?

En la ecuación de Schrödinger, en cualquier momento dado t debemos agregar conjuntamente otra subecuación, como

| | ψ t ( X ) | | = 1
dónde ψ t ( X ) = Ψ ( X , t ) , y luego trate de resolver las dos ecuaciones simultáneamente. ¿Por qué no? Sé que no cede, pero siempre me desconcierta, ¿quién está haciendo la normalización de la función de onda? ¿Observadores, el sistema, el proceso de medición, Dios?

este es un sitio de preguntas y respuestas de física, Dios es metafísica. Aquí no hay OMS. Hay datos/observaciones y fórmulas matemáticas que se ajustan a los datos/observaciones: eso es la ecuación de Schrödinger y la normalización impuesta, un modelo matemático.
La normalización se ingresa a mano (por los físicos), y se hace para conservar la probabilidad total. De lo contrario, si tuviera, por ejemplo, un estado en alguna superposición lineal, podría terminar prediciendo una probabilidad mayor que uno para alguna observación.
@annav: No me refiero literalmente. De todos modos, ¡esa es la interpretación de un verdadero físico experimental!
Creo que esto sucede porque el operador de evolución tiene la norma 1.

Respuestas (3)

Nadie está "haciendo la normalización".

La normalización ni siquiera es necesaria. A menudo normalizamos por conveniencia , ya que eso significa que la regla Born para | ψ siendo el estado | ϕ lee

PAG ( ψ , ϕ ) = | ψ | ϕ | 2

que es ciertamente más fácil de recordar/escribir que

PAG ( ψ , ϕ ) = | ψ | ϕ | 2 | ϕ | ϕ | | ψ | ψ |

pero nada en el formalismo obliga a la normalización. El principio básico dice que los estados son rayos en el espacio de Hilbert , de modo que | ψ y C | ψ representan el mismo estado para todos C C , y son, para todos los efectos, representantes plenamente equivalentes del mismo estado . (Esto, por cierto, significa que si queremos un espacio donde cada elemento corresponda a un estado cuántico distinto , deberíamos mirar el espacio proyectivo de Hilbert en su lugar)

Diría que la normalización se ingresa a mano para conservar la probabilidad total
Solo agregaría que la ecuación de Schrödinger asegura que la norma de la función de onda es constante. Uno puede verlo explícitamente si escribimos la solución como   | ψ t = mi i H t / | ψ 0 : el "operador de evolución temporal" es unitario, por lo que el producto interno ψ | ψ t = ψ | ψ 0
La solución de la ecuación lineal de Schrödinger de la mecánica cuántica conserva la L 2 norma de la función. Por lo tanto es suficiente que la norma sea una en el momento inicial, y luego sea una en cualquier momento. Como ya se dijo, la elección de la norma uno es una convención debida a la interpretación probabilística; nada prohíbe elegir 3 como la "normalización" de la función de onda.
@SuperCiocia y yuggib: Tiendo a estar en desacuerdo contigo. Ejemplo, vea la onda de partículas libres como la de esta pregunta, lea todos los comentarios de Phoenix allí. física.stackexchange.com/q/156355/540
@RajeshD esta no es una solución cuadrada integrable de la ecuación de Schrödinger y, por lo tanto, no es una función de onda aceptable. Las ecuaciones lineales de Schrödinger (con generadores autoadjuntos, como es habitual en la mecánica cuántica) admiten una solución global única, que conserva la norma, en el espacio físico de Hilbert
Pero la función de onda de una partícula libre (es decir, algo así como una función delta de un exponencial complejo) no es integrable al cuadrado y, por lo tanto, no puede ser una función de onda adecuada para el sistema. Siempre me han enseñado que podemos escribirlos como límites de un factor de fase gaussiano*, que de hecho es normalizable
@SuperCiocia y yuggib: gracias por el comentario informativo. Eso es realmente útil.
Una pregunta que podrías hacerte en base a lo que dije es: ¿quién aseguró que la ecuación de Schrödinger conserva la norma? ;)
@SuperCiocia: Esa es una pregunta capciosa. :-)
Querido ACuriousMind, ¿podrías ver mi nueva publicación aquí ? Sería fantástico recibir una respuesta tuya, eres tan versado en estas cosas... Gracias.

Suponer ψ satisface la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo (adimensional):

i ψ t = 2 ψ X 2 + V ( X ) ψ .
También satisfará la ecuación conjugada:
i ψ t = 2 ψ X 2 + V ( X ) ψ
Ahora considere cómo cambia la normalización con el tiempo:
t ψ ψ d X = ( ψ ψ t + ψ t ψ ) d X = ( ψ 1 i ( 2 ψ X 2 + V ( X ) ψ ) + ψ 1 i ( 2 ψ X 2 + V ( X ) ψ ) ) d X = 0
En el último paso usamos la integración por partes con la suposición de que todo tiende a cero en el límite de nuestro dominio de integración. (O use el hecho de que el operador de cantidad de movimiento es hermitiano).

Entonces, si comienza con una función de onda normalizada, permanece normalizada.

La respuesta a su pregunta es: Schrödinger.

Creo que es una muy buena pregunta. Como caso específico por ejemplo para el ψ de una partícula, decimos que | | ψ t ( X ) | | = 1 , ¿y que significa? significa que tenemos una partícula. significa que se puede encontrar en un tiempo en algún espacio. y como decimos eso?

Creo que es solo un razonamiento lógico y es de acuerdo a lo que hemos perseverado de la naturaleza desde el principio hasta ahora que: si tenemos una partícula está (debe ESTAR) en algún espacio-tiempo. Entonces, la probabilidad de encontrarlo en todo el espacio y tiempo (universo bajo el cual experimentamos) debe ser igual a 1.