В нашем классе QM профессор сказал:
«Мы готовы приступить к построению отдельных состояний трехмерной системы изотропных гармонических осцилляторов. Ключевое свойство состоит в том, что состояния должны организовываться в представления углового момента. Поскольку угловой момент коммутирует с гамильтонианом, мультиплеты углового момента представляют вырожденные состояния».
Почему они "должны"? Это потому, что существует вращательная инвариантность и, следовательно, «должен» существовать сохраняющийся угловой момент, следовательно, алгебра операторов углового момента, которые обязательно приводят к собственные схемы, охватывающие пространство состояний для трехмерного осциллятора?
I) Возможно, полезно указать, что даже если физическая система не имеет вращательной симметрии (например, если система представляет собой трехмерный анизотропный гармонический осциллятор), то группа Ли вращений по-прежнему имеет групповое действие в системе. См. также, например, этот пост Phys.SE.
В частности, гильбертово пространство системы по-прежнему становится (возможно, бесконечномерным, возможно, приводимым) представлением из .
И гильбертово пространство можно разложить на конечномерные - безответный .
Кроме того, угловой момент , , являются образующими соответствующей алгебры Ли .
II) Теперь, если , , коммутируют с гамильтонианом , тогда можно сказать больше о том, что упоминает профессор ОП. В частности, вышеупомянутый -иррепы становятся (вырожденными) собственными энергетическими пространствами.
--
Относительно однозначности волновой функции см. также, например, этот вопрос Phys.SE.