[MQ] Questione ladder operator

giangianni1
Ciao a tutti, avrei una domanda semplice ma che non mi è del tutto chiaro come rispondermi.

In particolare è sui ladder operators della MQ. Il ragionamento è dovuto allo studio di un oscillatore armonico quantistico e sto muovendo i primi passi nella MQ quindi scusatemi se dirò castronerie notevoli.

Indico con h l'h tagliato che non riesco a capire come diamine scrivere :oops:
Con vari passaggi mi si è mostrato che: $Ha^+psi=(E+homega)(a^+psi)$ e da ciò dedotto che $a^+psi$ essendo ancora autofunzione dell'operatore Hamiltoniana vuol dire che $a^+$ agisce su psi aumentandone l'energia del fattore $h omega$ (basti appunto vedere la formula scritta sopra in cui c'è evidentemente l'autovalore $E$ più $h omega$)

Si mostra poi che le energie sono $E_n$ con n interi e...

procedendo nei discorsi dice che assumendo $psi_n$ l'operatore costruzione farà si che: $a^+psi_n=c_npsi_(n+1)$ con $c_n$ un coefficiente di proporzionalità.

Ma non capisco bene/per nulla da cosa si deduca tale legame di proporzionalità sulle autofunzioni, infatti in teoria io ho solo mostato che $H(a^+psi)=(E+homega)(a^+psi)$ e quindi $a^+$ lavora sull'autovalore dell'energia corrispondende ad $a^+psi$ ma non ho dedotto nessun risultato su come lavori $a^+$ sull'autofunzione psi n, solo sapendo come lavora infatti potrei trovare un eventuale legame di proporzionalità tra autofunzioni psi, no?

Non riesco proprio a capire, ho trovato un ragionamento simile sul griffiths (e ho adattato la notazione del professore a questo testo per spiegarvi il dubbio in questo thread, così leggendo quelle pagine si capisce subito) ma anche lì non mi è per nulla chiaro:

pag 45[nota]e in un suo intorno, per il ragionamento completo[/nota] 3 edizione
You can even get the normalization algebraically, but it takes some fancy footwork, so watch
closely. We know that ˆa±ψn is proportional to ψn±1

e ivi introduce proprio $c_n$

Qualcuno saprebbe gentilmente aiutarmi :)


EDIT: typo che mi era sfuggito

Risposte
4131
[tex]\begin{gather*}H(a^\dagger\psi_n)=(E_n+\hbar\omega)(a^\dagger\psi_n)=E_{n+1}(a^\dagger\psi_{n})\\
H\psi_{n+1}=E_{n+1}\psi_{n+1}\end{gather*}[/tex]

Poiché non c'è degenerazione per gli stati legati in dimensione 1[nota]Vedi qui.[/nota], l'autospazio [tex]V_{n+1}[/tex] ha dimensione 1, quindi i due autovettori sono proporzionali
[tex]a^\dagger\psi_n=c_{n+1}\psi_{n+1}[/tex]

per qualche costante [tex]c_{n+1}[/tex].

[ot]La costante di Planck ridotta si scrive [tex]\hbar[/tex]
\hbar
[/ot]

giangianni1
Grazie per la risposta. Da quel che scrivi ho capito e in effetti non avevo pensato al fatto fosse non degenere e quindi sfruttare la dimensione 1 dello spazio, cioè lo sapevo ma non ho utilizzato l'idea :D

C'è un punto però che non capisco, ovvero che calcolando $H(a^†ψ_n)$ a me risulta $(E_n+ℏω)(a^†ψ_n)$ che quindi non è $E_(n+1)$ (come nel terzo termine della tua prima formula scritta), tra l'altro anche il libro mi sembra confermare tale calcolo senza il "mezzi".
mi sono perso :oops:

4131
"giangianni":
C'è un punto però che non capisco, ovvero che calcolando H(a†ψn) a me risulta (En+ℏω)(a†ψn) che quindi non è [tex]E_{n+1}[/tex] (come nel terzo termine della tua prima formula scritta), tra l'altro anche il libro mi sembra confermare tale calcolo senza il "mezzi".

Scusa, typo, il "mezzi" non c'è. Dovrebbe essere
[tex]E_n=\hbar\omega\big(n+\frac12\big)[/tex]

da cui
[tex]E_{n+1}=\hbar\omega\big(n+1+\frac12\big)=E_n+\hbar\omega,[/tex]

corretto?

giangianni1
Yep torna :D, Pensavo solo di aver sbagliato altro io XD.

In ogni caso il ragionamento fondamentale era quello della proporzionalità che è chiarissimo.

grazie mille :)

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