Итак, у меня есть следующий гамильтониан, унаследованный от атомной физики:
Где L - момент импульса, S - спин, и L ± ( σ ± ) является оператором шага вверх / вниз по угловому моменту (спину).
Сейчас в основе п орбитали и вращение: { | п Икс ⟩⟩ , | п Икс ↓ ⟩ , | п Y ⟩⟩ , | п Y ↓ ⟩ , | п Z ⟩⟩ , | п Z ↓ ⟩ } мы получаем следующее 6 × 6 матрица:
Извините за незнание, но как именно рассчитываются эти матричные элементы?
Я понимаю, что первый матричный элемент - это энергия спиновой орбитальной связи ⟨Р Икс ↑ | электрон действует на | п Икс ↑ ⟩ электрон, поскольку они имеют одинаковую ориентацию, энергия, безусловно, должна быть равна нулю. Но теперь у нас есть ⟨Р Y ↑ | электрон действует на | п Икс ↑ ⟩ орбитальный и мы получаем я , Как это рассчитывается? Может кто-то показать шаги для расчета одного матричного элемента, чтобы я мог видеть, как это делается. И нет, это не домашняя работа или что-то еще, просто мое личное любопытство.
В Интернете я нашел что-то похожее, но они использовали коэффициенты Клебша – Гордана, что смутило меня больше.
Во-первых, я думаю, что ваш ЧАС S O C неверно и должен читать:
Суть вашей проблемы в том, что она использует реальные сферические гармоники, а не сложную экспоненциальную форму, более распространенную в физике и лучше адаптированную для оценки матричных элементов. Преобразование между ними можно найти на этой вики-странице.
Таким образом:
Следующий шаг - вспомнить действие различных операторов на Y ℓ м :
Это может быть потому, что базовые элементы упорядочены как { | п Икс ⟩⟩ , | п Y ⟩⟩ , | п Z ⟩⟩ , | п Икс ↓ ⟩ , | п Y ↓ ⟩ , | п Z ↓ ⟩ } а не порядок, который вы даете (иначе вполне возможно, что я где-то допустил ошибку). С этим заказом моя первая колонка вышла бы как ( 0 , i , 0 , 0 , 0 , 1 ) T , который идентичен вашему. Обратите внимание, что это не решает проблему герметичности, упомянутую ранее.
Другие столбцы находятся таким же образом.
Например, посмотрите на запись 1,2:
( H S O C ) 1 , 2 знак равно < р Икс ↑ | ЧАС S O C | п Икс ↓ > знак равно < р Икс ↑ | α 2 ( Л + σ + + L - σ - + L Z σ Z ) | п Икс ↓ > знак равно
знак равно α 2 ( < р Икс ↑ | L + σ + | п Икс ↓ > + < p Икс ↑ | L - σ - | п Икс ↓ > + < p Икс ↑ | L Z σ Z | п Икс ↓ > ) .
Это все становится длиннее, поэтому давайте посмотрим только на первое слагаемое, здесь оператор спин-лестница действует только на вращающуюся часть продукта, а лестница вверх ускоряет вращение вниз, поэтому мы получаем:
< р Икс ↑ | L + σ + | п Икс ↓ > знак равно < ↑ ↑ > < p Икс | L + | п Икс > ,
в выражении справа от знака равенства «интеграл» по функциям только координаты вращения находится слева, а интеграл по пространству - справа, и с вышеописанным материалом из AccidentialFourierTransform (фактически о том, как выразить сферические гармоники в основе, которая может быть оценена с помощью лестничных операторов), что дает
1 p < р Икс 1 2 √ | 0 + | 0 > знак равно 1 2 √ < р Икс | 0 > = , , знак равно 1 2 √ ⋅ 0 = 0.
Это о том, что вы должны сделать, чтобы оценить эти матричные элементы (с некоторыми ошибками).
AccidentalFourierTransform
научно опосредованных
AccidentalFourierTransform
научно опосредованных