Обоснование решения этого гамильтониана

Меня смущает решение Гриффита (пример 10.1, стр. 374) для гамильтониана:

ЧАС "=" ю 1 2 [ потому что α е я ю т грех α е я ю т грех α потому что α ]
Собственные состояния вычислялись просто:
х + "=" [ потому что ( α / 2 ) е я ю т грех ( α / 2 ) ]       и       х "=" [ е я ю т грех ( α / 2 ) потому что ( α / 2 ) ]
где государства х + и х иметь собственные значения ю 1 / 2 и ю 1 / 2 С уважением. Затем Гриффитс требует начальных условий:
х ( 0 ) "=" [ потому что ( α / 2 ) грех ( α / 2 ) ]
Мой подход заключался в том, что, поскольку у нас есть собственные состояния, мы знаем, что общее решение будет
х мое предположение ( т ) "=" с 1 х + е я ю 1 т / 2 + с 2 х я е я ю 1 т / 2
и так с 1 "=" 1 и с 2 "=" 0 . Однако это не то решение, о котором говорит Гриффитс.
х Гриффитс ( т ) "=" [ [ потому что ( λ т / 2 ) я ю 1 ю λ грех ( λ т / 2 ) ] потому что ( α / 2 ) е я ю т / 2 [ потому что ( λ т / 2 ) я ю 1 + ю λ грех ( λ т / 2 ) ] грех ( α / 2 ) е я ю т / 2 ]
где λ "=" ю 2 + ю 1 2 2 ю ю 1 потому что α . Мое решение не похоже на это и намного проще. Я не понимаю, откуда это взялось и где ход моих мыслей пошел не так.

Вы вычислили адиабатическое приближение, в то время как Гриффит является точным решением.

Ответы (1)

Найденное вами решение неверно, потому что гамильтониан зависит от времени.

Уравнение Шрёдингера имеет вид:

я ψ т "=" ЧАС ψ
где ψ является двухвекторным. Теперь вы можете диагонализовать гамильтониан ЧАС "=" С Д С 1 . В вашем случае Д не зависит от времени, однако матрица С не является.

Если ЧАС не зависит от времени, то С и вы можете написать Шредингера как

я ( С 1 ψ ) т "=" Д С 1 ψ
Новая основа, определенная ψ "=" С 1 ψ является собственным базисом ЧАС , и ваше решение будет выполнено. Однако в этом случае С зависит от времени, поэтому вы не можете взять его в частную производную.

Вы можете сделать то же самое, но в итоге вы получите

я С 1 ψ т "=" Д С 1 ψ
Вы можете играть с С и ψ чтобы получить решение в Гриффите. В частности, вы можете написать левую часть как
С 1 ψ т "=" ( С 1 ψ ) т С 1 т ψ "=" ( С 1 ψ ) т + С 1 С т С 1 ψ

Почему Д всегда не зависит от времени? Как насчет ЧАС "=" диаг ( 1 , т ) ?