Уравнение Шрёдингера для свободной частицы: пропагатор

Я просматриваю «Принципы квантовой механики» Шанкара и не могу найти свободный распространитель частиц. U ( т ) что удовлетворяет

| ψ ( т ) "=" U ( т ) | ψ ( 0 )
из-за вырождения Е собственные схемы. Шанкар говорит, что если гамильтониан имеет вырожденные собственные значения, мы меняем уравнение пропагатора с
(4.3.13) U ( т ) "=" Е | Е Е | е я Е т /
к
U ( т ) "=" Е α | Е , α Е , α | е я Е т /
где | Е , α являются ортонормированными собственными Е собственное пространство. Для меня это имеет смысл, потому что кажется, что всякий раз, когда мы имеем дело с вырождением, нужно использовать проекцию. Он также говорит, что для гамильтониана без вырождения сумма превращается в интеграл, поэтому я полагаю, что для гамильтониана с непрерывным вырожденным спектром у нас был бы этот пропагатор:
U ( т ) "=" α д Е | Е , α Е , α | е я Е т /

Я попытался применить это к свободной частице и столкнулся с проблемой. В книге, после решения собственных схем и собственных значений, | Е "=" | п и п "=" ± 2 м Е , он выбирает пропагатор как функцию собственных значений импульса п так что

(5.1.9) U ( т ) "=" д п | п п | опыт ( я п 2 т / 2 м ) .
Я понимаю, как он к этому пришел, но у меня возникли некоторые проблемы, потому что это не похоже на то выражение, которое у меня выше. Разбивая интеграл вверх, имеем
U ( т ) "=" 0 д п | п п | опыт ( я п 2 т / 2 м ) + 0 д п | п п | опыт ( я п 2 т / 2 м )
Левый интеграл можно заменить интегралом по п , и границы переключаются с 0 к так что:
U ( т ) "=" 0 д ( п ) | п п | опыт ( я п 2 т / 2 м ) + 0 д п | п п | опыт ( я п 2 т / 2 м )
Теперь мы можем заменить и поменять местами | п "=" | Е , + , | п "=" | Е , , Е "=" п 2 / 2 м , и д п "=" ± м д Е / 2 м Е получить:
U ( т ) "=" α "=" ± 0 д Е м / 2 м Е | Е , α Е , α | е я Е т / .
Это результат, который нас просят доказать в упражнении 5.1.1. Почему это не то же самое, что и первое выражение для пропагатора? Откуда взялось доп. м / 2 м Е родом из? Я просто ошибаюсь, предполагая, что это общее выражение для гамильтониана с непрерывными и вырожденными собственными значениями?

Ответы (1)

Ваше первое выражение должно иметь дополнительный множитель под интегралом, который называется плотностью состояний (DOS) и обычно обозначается р ( Е ) , т.е.

U ( т ) "=" р ( Е ) д Е | Е , α Е , α | е я Е т / .
Плотность состояний - это количество состояний в диапазоне энергий ( Е , Е + д Е ) . Посмотрите раздел о параболической дисперсии плотности состояний на вики.

Я думаю, что ваш ответ был бы лучше, если бы вы рассказали, откуда берется эта плотность состояний и почему это необходимо. Недавно я сам был сбит с толку на эту тему и не нашел ваш ответ ужасно полезным.