Является ли получение координатного представления оператора импульса из коммутатора более фундаментальным, чем генератор переноса?

Связанный пост: Какое наиболее общее выражение для координатного представления оператора импульса?

Есть два метода получения координатного представления импульса в квантовой механике.

(1) Икс | п | у "=" я дельта ( Икс у ) .

Первый из канонического коммутатора

(2) [ Икс , п ] "=" я
Как показано в принципах квантовой механики Дирака, 4-е издание, раздел 22, на самом деле в этой процедуре есть неоднозначность.
(3) Икс | п | у "=" я дельта ( Икс у ) + Ф дельта ( Икс у )
где Ф "=" д Ф / д Икс является производной общей функции Ф ( Икс ) (Я немного модифицирую уравнение в книге Дирака).

уравнение (3) удовлетворяет коммутатору (1), но подразумевает произвольное значение математического ожидания импульса. Как заметил Дирак, эту неоднозначность можно снять с помощью локального фазового множителя ψ е я Ф ( Икс ) ψ .

Второй касается того, что оператор импульса является генератором перевода, как указано в 1-м издании современной квантовой механики Сакурая, стр. 54,

( 1 я п Δ Икс ) | α "=" д Икс Ф ( Δ Икс ) | Икс Икс | α
"=" д Икс | Икс + Δ Икс Икс | α
"=" д Икс | Икс Икс Δ Икс | α
(1.7.15) "=" д Икс | Икс ( Икс | α Δ Икс Икс Икс | α ) .

Сравнение обеих сторон дает

(1.7.16) п | α "=" д Икс | Икс ( я Икс Икс | α )
(1.7.17) Икс | п | α "=" я Икс Икс | α

Кажется, что произвол как уравнение. (3) скрыто во втором подходе.

Мои вопросы:

(i) Обнаружил ли уже Дирак происхождение калибровочной инвариантности? Если не рассматривать от коммутатора, то можно сказать, что калибровочной инвариантности нет. Локальный фазовый фактор изменил бы ожидаемое значение импульса, поэтому мы можем иметь только глобальный фазовый фактор, соответствующий одному и тому же состоянию. Однако, поскольку локальный фазовый коэффициент поступает от коммутатора, он должен быть избыточным.

(ii) Является ли первый метод из коммутатора более фундаментальным, чем генератор трансляции? Так как мы можем найти калибровочную инвариантность из первого метода.

Ответы (1)

Мы интерпретируем вопрос OP (v4) как:

Как мы восстанавливаем фазовую неоднозначность из метода генератора переноса в Ref. 1?

Напомним, что собственный вектор оператора можно масштабировать с ненулевым мультипликативным коэффициентом. Суть в том, что собственная схема положения | Икс , что удовлетворяет

(А) Икс ^ | Икс   "="   Икс | Икс ,

всегда можно переопределить с помощью Икс -зависимый фазовый множитель без нарушения условия нормировки

(Б) Икс | Икс   "="   дельта ( Икс Икс ) .

Таким образом, фазовая неоднозначность закодирована в различных вариантах выбора собственных схем положения. | Икс . См. также, например , этот , этот и связанный с Phys.SE пост.

Использованная литература:

  1. Дж. Дж. Сакураи, Современная квантовая механика, 1994, с. 54.