Квантование поля Клейна-Гордона и статистика Бозе-Эйнштейна в Peskin & Schroeder

Я пытаюсь понять, как частицы Клейна-Гордона подчиняются статистике Бозе-Эйнштейна из учебника Peskin & Schroeder's QFT (страница № 22). Выдержка приведена ниже:

введите описание изображения здесь

Из этого отрывка мне ясно, что двухчастичное состояние: а п а д | 0 , а д а п | 0 равны в силу коммутационного соотношения: [ а д , а п ] "=" 0 полученные ранее в главе. Они представляют собой систему из двух частиц с полной энергией ю п + ю д и суммарные импульсы п + д . Но мне непонятна следующая фраза:

Кроме того, одиночный режим п может содержать произвольное количество частиц...

Кроме того, я не понимаю, как утверждения этого абзаца согласуются с тем фактом, что для двухчастичной бозонной (или фермионной) системы, если мы поменяем местами частицы, волновая функция не изменится (или изменится). Следовательно, я не мог понять, почему частицы Клейна-Гордона подчиняются статистике Бозе-Эйнштейна. Не могли бы вы помочь мне понять это?

В случае фермионов операторы создания мод антикоммутируют .

Ответы (2)

Так что если

[ а д , а п ] "=" 0
и поэтому
а п а д | 0 "=" а д а п | 0

означает, что при обмене частицами двухчастичное состояние остается неизменным или

| п , д "=" | д , п
если двухчастичное состояние представлено | п , д . Это не так, если частицы являются фермионами, поскольку при обмене частицами происходит смена знака
| п , д "=" | д , п
и создание операторов антикоммутации.

Обратите внимание, что утверждение « Более того, одна мода p может содержать произвольное количество частиц » согласуется для бозонов, а не для фермионов, поскольку для бозонов нет предела числа частиц, но для фермионов он, очевидно, существует из-за принципа запрета Паули.

Я не понимаю, как утверждения этого абзаца согласуются с тем фактом, что для двухчастичной бозонной (или фермионной) системы, если мы поменяем местами частицы, волновая функция не изменится (или изменится).

Это утверждение верно для бозонов, а не для фермионов, у которых состояние меняет знак при обмене частицами.

Он в основном заявил, что частицы, подчиняющиеся уравнению Клейна-Гордона (уравнение КГ описывает бозоны с нулевым спином), или «частицы Клейна-Гордона», будут подчиняться статистике Бозе-Эйнштейна, используя математический аргумент, объясняющий, что состояние, описывающее систему, не изменяется при обмен частицами.

Спасибо за объяснение. Поскольку книга не сравнивается со случаем фермионов, у меня не было четкого представления о том, как обмен частицами (т. е. замена индексов импульса) соответствует бозонам.
Это нормально. Удачи в учебе.

В поле Клейна-Гордона оператор создания а п представляет собой создание одной частицы в режиме п . Утверждение, что одна мода может содержать произвольное количество частиц, является просто утверждением, что, как и квантовый гармонический осциллятор, ( а п ) н | 0 не исчезает и дает уникальное состояние для каждого н (представляющее состояние с н частицы в моде п ).