交換算符

交換算符(英語:Exchange Operator)是一種量子力學算符,作用於多粒子量子系統。

基本介紹

  • 中文名:交換算符
  • 外文名:Exchange Operator
  • 領域:量子力學
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簡介

交換算符(英語:Exchange Operator)是一種量子力學算符,作用於多粒子量子系統。

基本定義

交換算符的定義如下:
其中,
即為交換算符。其作用為,將系統中兩個粒子所處的態交換。在上面的例子中,態
變換成為
。顯然,對同一個系統做兩次交換可以得到原系統。假設交換算符的本徵值為
所以,
。由此得到交換算符是自伴運算元且是么正算符

量子力學

量子力學(quantum mechanics)是物理學的分支,主要描寫微觀的事物,與相對論一起被認為是現代物理學的兩大基本支柱,許多物理學理論和科學,如原子物理學固體物理學核物理學粒子物理學以及其它相關的學科,都是以其為基礎。
19世紀末,人們發現舊有的經典理論無法解釋微觀系統,於是經由物理學家的努力,在20世紀初創立量子力學,解釋了這些現象。量子力學從根本上改變人類對物質結構及其相互作用的理解。除透過廣義相對論描寫的引力外,迄今所有基本相互作用均可以在量子力學的框架內描述(量子場論)。
愛因斯坦可能是在科學文獻中最先給出術語“量子力學”的物理學者。

算符

物理學里,算符(operator),又稱運算元,作用於物理系統的狀態空間,使得物理系統從某種狀態變換為另外一種狀態。這變換可能相當複雜,需要用很多方程來表明,假若能夠使用算符來代表,可以更為簡單扼要地表達論述。
對於很多案例,假若作用的對象有所迥異,算符的物理行為也會不同;但是,對於有些案例,算符的物理行為具有一般性,這時,就可以將論題抽象化,專注於研究算符的物理行為,不必顧慮到狀態的獨特性。這方法比較適用於一些像對稱性守恆定律的論題。因此,在經典力學裡,算符是很有用的工具。在量子力學裡,算符為理論表述不可或缺的要素。
對於更深奧的理論研究,可能會遇到很艱難的數學問題,算符理論(operator theory)能夠提供高功能的架構,使得數學推導更為簡潔精緻、易讀易懂,更能展現出內中物理涵意。
一般而言,在經典力學里的算符大多作用於函式,這些函式的參數為各種各樣的物理量,算符將某函式映射為另一種函式。這種算符稱為“函式算符”。在量子力學里的算符稱為“量子算符”,作用的對象是量子態。量子算符將某量子態映射為另一種量子態。

全同粒子

量子力學里,全同粒子是一群不可區分的粒子。全同粒子包括基本粒子,像電子光子,也包括合成的粒子,像原子分子
全同粒子可以分為兩種類型:

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