3.経路積分 突撃開始!
タネ本は、森藤正人「量子波のダイナミクス」です。
内容は、とね日記さん: http://blog.goo.ne.jp/ktonegaw/e/20dea8ac600f55f0c79934c6342e8c5c
を見てください。
1.まず、Hが時間に依存しない場合、時間発展演算子が、U(t)=exp(H t/ih) と書けることの証明
( 清水明「新版 量子論の基礎」p184 参照)
U(t)の定義は、
|ψ(t) > = U(t)|ψ(0) >
このU(t)は、「状態ベクトルのシュレーディンガ方程式」を満たす
証明: i h' {∂/∂t}U(t)-H U(t) = 0 とおき、
左辺に右から|ψ(0) > を掛ければ、
i h' {∂/∂t-H}U(t)|ψ(0) >
= i h' {∂/∂t-H}U(t)|ψ(0) > = i h' {∂/∂t-H}|ψ(t) >
= 0
//
つまり、
である。
これを解くための初期条件は、U(t)の定義式で、 |ψ(0) > = U(t)|ψ(0) > と置くことにより
形式的に、i hbar {∂/∂t}U(t)= H U(t)とおけば、目視でとけて、U(t)=exp(Ht/ih)
(expの中に演算子があるが、これについては、「新版 量子論の基礎」p59の「演算子の関数」を参照)
となる。
2.ファインマン核を、TとVで表現する (H=運動エネルギー演算子T + ポテンシャルV)
t0からtまでの時間間隔をN個の微小な区間εに分割すると、1より、
となる。T と V は、交換しないことに注意
この場合、exp(Tε)exp(Vε)=exp(Tε+Vε+[T V]ε2 /2) が成り立つ( [ ]は交換子。結果がc数の場合)
証明は、省略( タネ本「量子波のダイナミクス」p41 にある)
で、εが十分小さいなら、
したがって、K(x、t)=<x|U(t、t0)|x0> より、
となる。
とりあえず、今日は、ここまで。
あと、2ページで、ファインマン核の経路積分表現ができるんだけど、この2ページが難関だなぁ、、、
尚、上記では、H(x)つまり、Hの中のポテンシャルが時間に依存しないと仮定していますが、これは本のままです
H(x、t)の場合、ちゃんと書くと、