Análogo mecánico cuántico del momento conjugado

En mecánica clásica, definimos el concepto de momento canónico conjugado a una coordenada de posición generalizada dada. Esta cantidad es la derivada parcial del Lagrangiano del sistema, con respecto a la velocidad generalizada.

Mi primera pregunta es la siguiente:

Dado un sistema de mecánica cuántica (especificado completamente por un hamiltoniano de mecánica cuántica), y dado un operador de "posición" generalizado q (que puede no ser necesariamente un simple X o y coordenada), ¿existe un proceso sistemático para derivar el operador mecánico cuántico PAG , análogo al momento conjugado canónico de q ?

Mi segunda pregunta es:

Asumiendo que PAG existe para un dado q , es cierto que [ q , PAG ] = i ? ¿De la misma manera que es cierto para el caso especial del operador de momento lineal y el operador de posición lineal?

sigo leyendo eso [ q , pag ] = i se supone que es un postulado de la mecánica cuántica. Sin embargo, si existiera un proceso sistemático para derivar P de un q , entonces - dada una determinada PAG , q (y H , si corresponde) - debería poder verificar que este es el caso.

Gracias de antemano por cualquier ayuda que puedan ofrecer. Estas preguntas me han vuelto completamente loco.

Respuestas (1)

Breve explicacion:

  1. Al pasar de la mecánica lagrangiana clásica (por ejemplo, la mecánica puntual no relativista) a la mecánica cuántica, hay un paso intermedio conocido como mecánica hamiltoniana clásica .

  2. Para llegar al paso intermedio, uno tiene que realizar una transformación de Legendre ( q , q ˙ ) ( q , pag ) , dónde ( q , pag ) son variables de espacio de fase canónicas (generalizadas) .

  3. Tenga en cuenta en particular, que mientras que el impulso generalizado se define como pag j = L q ˙ j en la mecánica lagrangiana, el momento generalizado es una variable libre en la mecánica hamiltoniana (siempre que la transformación de Legendre no sea singular).

  4. En el formalismo hamiltoniano clásico la q i y pag j satisfacer las relaciones canónicas entre paréntesis de Poisson { q i , pag j } = d j i .

  5. En el proceso de cuantización, las relaciones de paréntesis de Poisson son reemplazadas por relaciones de conmutación canónicas. [ q ^ i , pag ^ j ] = i 1 d j i . (Esta parte de lo que se conoce como el principio de correspondencia entre la mecánica clásica y la cuántica).

  6. En la representación del puesto q ^ i = q i y pag ^ j = i q j . (Esta representación se conoce como la representación de Schrödinger. Consulte también el Teorema de Stone-von Neumann ).

Además, creo que no puede simplemente tomar cualquier conjunto de coordenadas canónicas para este procedimiento: la cuantificación no es tan simple. Quiero decir, hace la diferencia, a menos que lo hagas de una manera más inteligente.
Sí, en general, también hay, por ejemplo, ambigüedades en el orden de los operadores y problemas topológicos. Y si la transformación de Legendre es singular, entramos en el terreno de la dinámica restringida. Esta respuesta pretende ser una breve introducción (en lugar de una explicación completa) a un tema muy amplio.