Эволюция времени в квантовой механике

Мы знаем, что оператор A в квантовой механике имеет временную эволюцию, определяемую уравнением Гейзенберга:

я [ ЧАС , А ] + А т "=" д А д т

Можем ли мы вывести из этого, что

А ( т ) "=" е я ЧАС т А ( 0 ) е я ЧАС т ?

ЛМ: я добавил я / перед [ ЧАС , А ] .

Да мы можем. Однако, несмотря на то, что это решение может выглядеть очень явным, его может быть трудно вычислить — экспоненты операторов в бесконечномерном пространстве — в интересных примерах, поэтому нам в любом случае часто приходится использовать методы, отличные от «наиболее прямого» вычисления. . я добавил я / множитель перед коммутатором.
Стоит ли вопрос о дифференцируемости показательных функций операторов? Или про определение показательных функций операторов? Или что можно сделать с «формальным» решением, чтобы получить больше информации о поведении системы, зависящем от времени?
@Luboš Motl спасибо за исправление и комментарий. +1
В общем случае это возможно только в том случае, если ЧАС и А не зависят явно от времени т .

Ответы (1)

Мы должны рассматривать оператор, который явно не зависит от времени.

А т "=" 0

Применим формулу коммутатора рекурсивно:

д 2 А д т 2 "=" ( я ) 2 [ ЧАС , [ ЧАС , А ] ]

д 3 А д т 3 "=" ( я ) 3 [ ЧАС , [ ЧАС , [ ЧАС , А ] ] ]

и т. д.

Затем мы объединяем эти производные в ряд для А ( т )

А ( т ) "=" А ( 0 ) + д А д т т + 1 2 ! д 2 А д т 2 т 2 + 1 3 ! д 3 А д т 3 т 3 + . . .

А ( т ) "=" А ( 0 ) + я [ ЧАС , А ] т + 1 2 ! ( я ) 2 [ ЧАС , [ ЧАС , А ] ] т 2 + 1 3 ! ( я ) 3 [ ЧАС , [ ЧАС , [ ЧАС , А ] ] ] т 3 + . . .

И затем вы используете эту формулу , чтобы получить результат:

е Икс Д е Икс "=" Д + 1 1 ! [ Икс , Д ] + 1 2 ! [ Икс , [ Икс , Д ] ] + 1 3 ! [ Икс , [ Икс , [ Икс , Д ] ] ] + . . .

Итак, вы использовали формулу Адамара. Спасибо. +1