Restricción de un operador

Estoy leyendo Quantum Mechanics Vol. 1 de Cohen-Tannoudji. 1 . En el problema 11 del Capítulo II hay dos operadores dados definidos en un espacio generado por { | tu 1 , | tu 2 , | tu 3 } :

H = h ω ( 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ) B = b ( 1 0 0 0 0 1 0 1 0 )

El problema es demostrar que estos conmutan. Es fácil demostrarlo con la multiplicación de matrices. Pero, surge mi pregunta debido a la solución dada en el libro, dice lo siguiente:

" | tu 1 es un vector propio común a H y B. Por lo tanto, obviamente tenemos H B | tu 1 = B H | tu 1 . Vemos, entonces, que para H y B para conmutar, es suficiente que las restricciones de estos operadores al subespacio mi 2 , atravesado por | tu 2 y | tu 3 , desplazarse. Ahora, en este subespacio, la matriz que representa a H es igual a h ω I (dónde I es el 2 × 2 matriz unitaria), que conmuta con todos 2 × 2 matrices. H y B por lo tanto conmutar".

Necesito una explicación de esta respuesta. ¿Qué es la restricción de un operador y por qué es suficiente mostrar que H y B conmutar si sus restricciones en el espacio mi 2 ¿desplazarse?

Respuestas (1)

El espacio generado por | tu 1 , | tu 2 y | tu 3 es R 3 sí mismo, ya que son linealmente independientes. Considere un subespacio de R 3 , como R 2 Por ejemplo. Podemos preguntarnos cómo un operador definido en todo el espacio actúa únicamente sobre este subespacio, y para eso basta con ignorar todo lo que hace fuera de nuestro subespacio. En tu caso queremos olvidarnos de lo que hace el operador en el subespacio generado por | tu 1 , que sabemos que es un vector propio de ambos H y B , por lo que nos enfocamos en el subespacio complementario a este, que es el plano generado por | tu 2 y | tu 3 . Por lo tanto, estamos restringiendo la acción de H y B a un subespacio. En este subespacio vemos, al olvidarnos de la primera línea y columna de H y B , eso H viaja con B . Por lo tanto, llegamos a la conclusión de que H y B conmutan en un plano y el subespacio unidimensional complementario a él es generado por un vector propio común: por lo tanto, conmutan en el todo R 3 .