Зависимость математического ожидания от времени O^O^\hat O, если ∂O^∂t=0∂O^∂t=0\frac{\partial \hat O}{\partial t} = 0

В моих лекциях я приводил следующий вывод:

т О ^ "=" т ψ * О ^   ψ   г Икс

т О ^ "=" т ( ψ * О ^   ψ )   г Икс

т О ^ "=" ψ * т   О ^   ψ   г Икс + ψ *   О ^   ψ т   г Икс

Что не имеет для меня смысла. О ^ и т оба являются линейными операторами, и для крайнего правого интеграла в последней строке выше импликация такова.

т ( О ^   ψ ) "=" О ^   ψ т

Отсюда, вообще говоря, для двух линейных отображений С и Т соответственно, применяя к вектору ψ в векторном пространстве ЧАС что

( С     Т ) ( ψ ) "=" ( Т     С ) ( ψ )
что не соответствует действительности, насколько я знаю. Единственная ситуация, когда это может быть правдой, - это если они являются обратными отображениями друг друга, но это исключение не может доказать вывод в целом, к которому оно стремится.

Что тут происходит? Это потому что

т ( О ^   ψ ) "=" О ^ т ψ + О ^ ψ т

Если да, то я полагаю, что это правда, хотя в целом я нахожу концепцию О ^ т вообще странно если О ^ не применяется к ψ или что-нибудь.

Я думаю, они предположили, что оператор не имеет явной временной зависимости в представлении положения (в котором вы, кажется, работаете). Отсюда коммутация. Кроме того, в картине Шредингера операторы не меняются со временем.

Ответы (1)

Что тут происходит? Это потому что

т ( О ^ ψ ) "=" О ^ т ψ + О ^ ψ т

Да все верно.

Если я вас правильно понимаю, то вас интересует понятие производной оператора по некоторому параметру (в данном случае времени). Это на самом деле в значительной степени то, что вы ожидаете; если оператор О ^ зависит от некоторого параметра о , то можно формально определить его производную (действующую на некоторое состояние ψ ) быть

( О ^ о ) ψ "=" лим ϵ 0 О ^ ( о + ϵ ) ψ О ^ ( о ) ψ ϵ
Это разумно, потому что О ^ можно рассматривать как линейную карту О ^ : р л ( ЧАС ) (от действительных чисел к линейным операторам в гильбертовом пространстве ЧАС ), поэтому дифференцирование происходит почти так же, как и для ваших стандартных функций реальной переменной.

Областью определения производной, очевидно, является некоторое подмножество области определения О ^ для которых существует ограничение, которое должно определяться каждым оператором отдельно.

Если вам интересно, какие типы операторов могут иметь такую ​​явную зависимость от времени, вы можете сослаться на теорему Стоуна об однопараметрических унитарных группах . В качестве другого примера можно рассмотреть теорему об адиабате , касающуюся медленно меняющихся потенциалов.