Recientemente ha habido algunas preguntas interesantes sobre QM estándar y especialmente sobre el principio de incertidumbre y disfruté revisando estos conceptos básicos. Y me di cuenta de que tengo una pregunta interesante propia. Supongo que la respuesta debería conocerse, pero no pude resolver el problema por mí mismo, así que espero que no sea del todo trivial.
Entonces, ¿qué sabemos sobre el error de la medición simultánea bajo la evolución del tiempo? Más precisamente, ¿es siempre cierto que para
Traté de obtener límites generales de la ecuación de Schrödinger y la descomposición en estados propios de energía, etc., pero no veo ninguna forma de probarlo. Sé que esta afirmación es cierta para un paquete de ondas gaussianas gratuito. En este caso, obtenemos igualdad, de hecho (porque el paquete se mantiene gaussiano y porque minimiza HUP). Creo que esto es, de hecho, lo mejor que podemos obtener y para otras distribuciones obtendríamos una desigualdad estricta.
Entonces, para resumir las preguntas.
- ¿Es verdadera la afirmación?
- Si es así, ¿cómo se prueba? ¿Y hay una manera intuitiva de ver que es verdad?
La pregunta se refiere a la dependencia del tiempo de la función.
dónde
Aquí usaremos la imagen de Schrödinger donde los operadores son constantes en el tiempo, mientras que los kets y los bras evolucionan.
Editar : Estimulado por los comentarios de Moshe R. y Ted Bunn, agreguemos que (bajo el supuesto (1) a continuación) la ecuación de Schroedinger en sí misma es invariante bajo el operador de inversión de tiempo , que es un operador lineal conjugado, de modo que
Aquí nos estamos restringiendo a los hamiltonianos. de modo que
Además, si
es una solución a la ecuación de Schrödinger en cierta base , después
también será una solución a la ecuación de Schrödinger con una función reflejada en el tiempo .
Así si no es constante en el tiempo, entonces podemos suponer (posiblemente después de una operación de inversión del tiempo) que existen dos tiempos con . Esto contradiría la declaración en la pregunta original. Para finalizar el argumento, proporcionamos a continuación un ejemplo de una función no constante .
Considere un oscilador armónico simple hamiltoniano con energía de punto cero restado para conveniencia posterior.
dónde es el operador numérico.
Pongamos las constantes a uno por simplicidad. Entonces los operadores de aniquilación y creación son
o por el contrario,
Considere el espacio Fock tal que . Considere el estado inicial
Después
Es más,
porque . Por lo tanto,
que no es constante en el tiempo, y hemos terminado. O alternativamente, podemos completar el contraejemplo sin el uso del argumento de inversión de tiempo anterior simplemente realizando una traducción de tiempo apropiada .
La ecuación de Schrödinger es simétrica en el tiempo. Por lo tanto, la respuesta es no.
No. Aquí hay un ejemplo simple donde se encoge:
Tienes una partícula que tiene un 50% de posibilidades de estar a la izquierda yendo a la derecha y un 50% de posibilidades de estar a la derecha yendo a la izquierda. Esto tiene un error macroscópico tanto en la posición como en el momento. Si espera hasta que pase a mitad de camino, tiene un 100% de posibilidades de estar en el medio. Esto tiene un error microscópico en la posición. También habrá solo un cambio microscópico en el impulso. (No estoy del todo seguro de esto, ya que las posibilidades chocan entre sí, pero si solo mira justo antes de eso, o las hace perder un poco, aún funciona).
Como tal, el error en la posición disminuyó significativamente, pero el error en el impulso se mantuvo casi igual.
Marek,
Piense en términos de funciones armónicas y su principio máximo (o teorema del valor medio).
Por simplicidad (y, de hecho, sin pérdida de generalidad), pensemos en términos de una partícula libre, es decir, . Cuando el Potencial se desvanece, la ecuación de Schrödinger no es más que una ecuación de Laplace (o ecuación de Poisson, si quiere poner un término fuente). Y, en este caso, puede aplicar el Teorema del Valor Medio (o el Principio del Máximo) y obtener un resultado relacionado con su pregunta: en esta situación, satura la igualdad.
Ahora, si tiene un potencial, puede pensar en términos de un operador de Laplace-Beltrami : todo lo que necesita hacer es 'absorber' el potencial en el término cinético a través de una métrica de Jacobi : . (Tenga en cuenta que esto es solo una transformación conforme de la métrica original en su problema). Y, una vez hecho esto, puede girar la misma manivela que hicimos anteriormente, es decir, redujimos el problema al mismo que el anterior. ;-)
Espero que esto ayude un poco.
Una forma física de ver esto es que se conserva el volumen del espacio de fase de un sistema. La mecánica hamiltoniana conserva el volumen de un sistema en su superficie de energía H = E, lo que en mecánica cuántica corresponde a la ecuación de Schrödinger. El volumen del espacio de fase en la superficie de energía del espacio de fase se compone de unidades de volumen para las variables de momento y posición más el de la energía . Esto luego se conserva. Cualquier crecimiento en la incertidumbre entonces implicaría el crecimiento en el volumen del espacio de fase del sistema. Entonces, esto significaría que hay algún proceso disipativo, o que la dinámica cuántica se reemplaza por alguna ecuación maestra con una pérdida térmica o ambiental de alguna forma. Sin embargo, para una evolución unitaria pura, el volumen del espacio de fase del sistema, o de manera equivalente, el y son constantes. Esto significa que la relación de incertidumbre es una transformada de Fourier entre observables complementarios que preservan un área .
El principio de incertidumbre de Heisenberg gira en torno al efecto Compton, que establece que la longitud de onda (w) es inversamente proporcional a E, p y f. Sin embargo, si uno reúne varias fórmulas de física cuántica, puede crear estas 4 fórmulas y usar una forma de geometría para resolver el Principio de Incertidumbre pero encontrando la ubicación y el momento del electrón (e-) al mismo tiempo mientras puede aproximar dónde está presencia fue, es y será.
[Las fórmulas son de mi creación]
Usando una regla 60/30, uno puede encontrar el ángulo al que se lanzará el electrón y dónde estaba antes de que el fotón chocara con él usando la trayectoria original y la corriente para encontrar dónde se cruza. Esto le permitirá encontrar su ubicación.
Si no está de acuerdo con esto, díganos por qué para que pueda mejorarlo.
Sklivvz
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Marek
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Sklivvz
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Roy Simpson
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Marek
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Simón
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