喬丹–維格納變換

Jordan–Wigner 變換可用於將自旋算符映射到費米子的產生和湮滅算符。一維晶格模型由 Pascual Jordan 與 Eugene Wigner 提出，當前亦得到二維模型的類似變換。 通過把自旋算符變換為費米子的產生湮滅算符，繼而在費米子基矢中作對角化，Jordan–Wigner 變換經常用於精確求解 1D 自旋鏈，例如伊辛模型和 XY 模型。

此變換證明一維空間至少在有些情況下， 自旋-1/2 粒子與費米子不可區別。

基本介紹

• 中文名：喬丹–維格納變換
• 外文名：Jordan–Wigner transformation
• 分類：數理科學

自旋與費米子類比

接下來證明如何從一維自旋-1/2粒子構成的自旋鏈映射到費米子。

將自旋-1/2泡利算符作用到1D鏈的上的第j個晶座，。選取反對易算符, 可以發現 , 這些可從費米子的產生湮滅算符中得到。我們可以嘗試，

這樣，可以得到同晶格上費米子關係, 但對不同的晶格，有關係, 其中, 如此不同晶格上的自旋的對易關係不同於反對易的費米子。人們必須彌補這個問題。

Jordan–Wigner 變換

能夠恢復從自旋算符到真正費米子對易關係的變換於1928由 Jordan 和 Wigner 提出。此為Klein 變換的特殊情況。考慮費米子鏈，定義一組新算符

與之前的定義相差一個相。此相與場模 下占據的費米子數有關。如果占有模數為偶，此相等於； 占有模數為奇，相為 。表示為

最後一個等式使用了

這樣，變換後的自旋算符具有正確的費米子對易關係

逆變換為