在量子力學中引入C 代數有什麼作用?

時間 2021-05-29 22:43:31

1樓:「已登出」

arxiv.org/abs/quant-ph/

0202023v1

上面這篇文章的介紹有些太科普了,真正感興趣的話最好參考一下Haag的Local quantum physics的第三章。

還有就是,如果要看的話,我不建議從C*代數入手,C*代數之於量子力學就好像辛流形之於經典力學,屬於錦上添花的東西。更多的只是讓你對量子力學的理論結構有更深層次的理解而已。

比起這個,更實際的還是要熟悉一些泛函分析中的定理和概念。物理上大部分量子力學教才關於基本概念的講解其實是很不清晰的(或者根本避而不談),比如表象理論,更比如對散射態的處理上(其實有些學校量子力學連散射都不講的,呵呵)。當然數學上看的多細還請自己把控,數學上越熟悉,物理上用起來自然也就越順手。

最後,列舉一些對量子力學來說很重要的「保證性」定理。這些概念就好像男朋友一樣保護著量子力學(量子場論現在還沒有男朋友,但她的備胎很多)。

分離變數法:斯圖姆劉維爾運算元

態矢空間的完備性:Hilbert space

左右矢一一對應:Riesz theorem

力學量算符:無界稠定自伴運算元(不是厄公尺)

態矢演化或變換:酉運算元群Stone theorem

散射態的描述:Distribution

路徑積分:Wiener measure

S算符存在性:散射理論

完備性條件:自伴運算元譜定理

表象之間的等價性:Stone–von Neumann theorem

微擾論:稠定自伴運算元的擾動

h趨於0時的量子化:平直相空間上的Deformation quantization或geometric quantization

密度算符:有界運算元的Hilbert-Schmidt內積

多粒子態:Hilbert space的張量積

如果我們的態矢空間是有限維的話(例如自旋空間),這些定理就都變成線性代數中的結論了。

可一般物理教材上的都是有限維無窮維混著講。這很就容易鬧出笑話了,例如:上節課剛剛給大家證明完兩個矩陣對易子的跡tr[A,B]=0,下節課就指著正則對易關係就說運算元可以寫成矩陣。

很尷尬的(^_^;)。

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