Вывод лагранжевой формы интеграла Фейнмана по траекториям посредством интегрирования по Гауссу

Гамильтонова форма интеграла по путям для временной эволюции одной частицы в одном измерении (в нерелятивистской квантовой механике):

Икс | U ^ ( т 2 , т 1 ) | Икс "=" Д Икс Д п   е я т 1 т 2 г т   ( п ( т ) Икс ˙ ( т ) ЧАС ( Икс ( т ) , п ( т ) ) )
Теперь представьте, что одиночная частица имеет стандартный квадратичный гамильтониан ЧАС ( Икс , п ) "=" п 2 2 м + В ( Икс ) . Подставив это в приведенное выше уравнение, мы можем использовать определение интеграла по путям, чтобы получить (уравнение 3.5 теорий поля конденсированного состояния Атланда и Саймонса):
Икс | U ^ ( т 2 , т 1 ) | Икс "=" лим Н . . . н "=" 1 Н 1 г Икс н н "=" 1 Н г п н 2 π   е я н "=" 1 Н дельта т ( п н Икс ˙ н п н 2 2 м В ( Икс ) )
Где дельта т "=" т 2 т 1 Н и Икс ˙ н Икс н Икс н 1 дельта т . Теперь мы можем видеть, что все интегралы по импульсам являются гауссовскими, и их легко вычислить. Записав сумму в экспоненте как произведение экспонент е я н "=" 1 Н дельта т ( п н Икс ˙ н п н 2 2 м В ( Икс ) ) "=" н "=" 1 Н е я дельта т ( п н Икс ˙ н п н 2 2 м В ( Икс ) ) , и объединяя два произведения, мы можем легко идентифицировать произведения интегралов Гаусса по импульсам, которые можно вычислить. Окончательный результат (уравнение 3.8 Атланда и Саймонса):
Икс | U ^ ( т 2 , т 1 ) | Икс "=" Д Икс   е я т 1 т 2 г т   ( 1 2 м Икс ˙ 2 ( т ) В ( Икс ( т ) ) ) "=" Д Икс   е я т 1 т 2 г т   л ( Икс , Икс ˙ )
Где Д Икс является переопределенной «мерой»:
Д Икс лим Н ( м Н я 2 π ( т 2 т 1 ) ) Н / 2 н "=" 1 Н 1 г Икс н


Мой вопрос:

Переопределенная мера имеет постоянный коэффициент, который расходится как Н Н / 2 . Я не понимаю, что это значит физически. Я предполагаю, что все интегралы без этого множителя стремятся к нулю, так что умножение на этот расходящийся множитель дает конечный правдоподобный ответ для Икс | U ^ | Икс . Я смотрю на это с другой точки зрения: по крайней мере, в контексте статистической механики все физические величины, такие как математические ожидания, задаются как отношение интегралов по траекториям, так что расходящиеся члены сокращаются. Однако я не могу найти способ показать это в контексте квантовой механики, когда интеграл по путям играет роль пропагатора.

Ответы (1)

  1. Этот коэффициент измерения интеграла по траектории широко известен как фактор фейнмановской выдумки. Это гарантирует, что гауссовский (= свободный) лагранжев интеграл по путям (i) имеет конечное значение и (ii) является формоинвариантным относительно. к дополнительным промежуточным гауссовским интегрированиям, ср. например, мой ответ Phys.SE здесь .

  2. Как уже отмечалось OP, фактор выдумки Фейнмана может быть получен из гамильтонового интеграла по траекториям в фазовом пространстве путем интегрирования переменных импульса. См. также этот пост на Phys.SE.

Спасибо за ваш ответ. Я понимаю. А как же дивергенция коэффициента? Как это понять? Либо все интегралы без множителя должны стремиться к нулю так, чтобы 0 × ф я н я т е , или нужно быть в состоянии показать, что, как и в случае статистической механики, все физически значимые величины могут быть записаны как отношения интегралов по траекториям. Я хочу посмотреть, какой из них верен и почему?
Я обновил ответ.
Я понимаю, поэтому моя первая догадка была верной. Есть ли способ показать, почему интеграл стремится к нулю без этого множителя вообще для любого потенциала? В ( Икс ) ? Мне бы хватило даже аргумента маханием рукой.
Предложение: Как проверка с произвольным потенциалом В , вы можете рассмотреть диабатический предел, ср. мой ответ Phys.SE здесь .