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Eigenkets de la teoría de la perturbación degenerado

Supongamos que el original de Hamilton es $H$ y nos perturban por un pequeño potencial de $V$. La base tfe de la original de hamilton $H$ contiene algunos degeneración.

Ya que hay algunos degeneración, tomamos el conjunto de los degenerados eigenkets de la original de hamilton $H$ y diagonalise con respecto a la pequeña potencial de $V$. El resultado es un conjunto de eigenkets completo de la Hamiltoniana $H+V$.

Ya que estos son exactamente los eigenkets completo de la Hamiltoniana $H+V$, significa que no hay ninguna orden superior perturbación términos?

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thierryb Puntos 1269

No, diagonalize en el trunca degeneración subespacio D, por lo que su eigenkets definitivamente no eigenkets del total de hamilton! La mayoría de los textos son innecesariamente formal y se pierde en una maraña de formalismo abstracto, y que nunca pensó que la ilustran, por una daft ejemplo mínimo. Aquí va uno.

Tomar $$ H_0+\lambda V= \begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 2 \end{pmatrix} +\lambda \begin{pmatrix} 0 & 1 & 2 \\ 1 & 0 & 3\\ 2 & 3 & 7 \end{pmatrix} .$$

Considere la posibilidad de $$|1\rangle=\begin{pmatrix} 1 \\ 0 \\ 0 \end{pmatrix} ,\qquad |2\rangle=\begin{pmatrix} 0 \\ 1 \\ 0 \end{pmatrix} , \qquad |3\rangle=\begin{pmatrix} 0 \\ 0 \\ 1 \end{pmatrix} ,$$ $$ |a\rangle= \frac{1}{\sqrt{2}} \begin{pmatrix} 1 \\ -1 \\ 0 \end{pmatrix} , \qquad |b\rangle= \frac{1}{\sqrt{2}}\begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 0 \end{pmatrix} ,$$ así que el ortogonal estados $|a\rangle, |b\rangle$ diagonalize el 1-2 en el subespacio de la perturbación, pero obviamente no todo el hamiltoniano.

Debe de verificación por cálculo directo, y también de conformidad con su texto o WP, que, a menor en λ, que está haciendo caso omiso de su plaza, la energía de los autovalores y los autoestados son $$ E_A= 1-\lambda; \qquad E_B= 1+\lambda; \qquad E_C=2+\lambda 7 ;\\ |A\rangle= |a\rangle + \frac{\lambda}{\sqrt{2}} |3\rangle= \frac{1}{\sqrt{2}}\begin{pmatrix} 1 \\ - 1\\ \lambda \end{pmatrix} ~; \qquad |B\rangle= |b\rangle -\lambda \frac{5} {\sqrt{2}}|3\rangle= \frac{1}{\sqrt{2}}\begin{pmatrix} 1 \\ 1\\ -5\lambda \end{pmatrix} ~; \\ |C\rangle= |3\rangle -\lambda \frac{1} {\sqrt{2}}|\rangle +\lambda \frac{5} {\sqrt{2}}|b\rangle= \begin{pmatrix} 2\lambda \\ 3\lambda\\ 1 \end{pmatrix} ~. $$

Recordar normalizaciones, orthogonalities, etc... todo el trabajo a $O(\lambda^2)$ solamente.

En conclusión, $|a\rangle, |b\rangle$ son no exactos de hamilton autoestados-y usted tiene toda perturbación órdenes de sobrevivir, en principio. Ellos simplemente evitar ceros en el denominador de la resolvent, habiendo quitado la degeneración. Es decir, se aseguraron de que $|A\rangle$ tendrá no $|b\rangle$ la corrección de primer orden, y, asimismo, $|B\rangle$ tendrá no $|a\rangle$ corrección, debido a que esta base tiene diagonalized V, por lo que no puede conectar $|a\rangle$ $|b\rangle$ y no afectan el uno al otro, hasta ahora. Pero órdenes superiores son otra cuestión.

  • De impresión Fine (wonkish) nota a pie de página en las anteriores "tan lejos": evitar hasta el 3 de lectura.

En la actualidad, un extra conjunto arbitrario $\propto \lambda |b\rangle$ $|A\rangle$ $\propto \lambda |a\rangle$ $|B\rangle$ no tiene ningún impacto (enlace) en la ecuación en la primera orden en λ se discutió anteriormente, como se puede fácilmente comprobar: el O(λ) el potencial que tiene la superselected a esta orden. Sin embargo, como se puede comprobar en Courant-Hilbert Métodos de la Física Matemática, v1 p 248 , y se discute en esta pregunta , usted consigue dos inocuos (impacto) piezas para este fin, a saber, $$ |A\rangle=\hbox{ arriba } + \lambda \frac{5}{4} |b\rangle,\qquad |B\rangle=\hbox{ arriba } - \lambda \frac{5}{4} |\rangle,\\ \langle b|A\rangle=\frac{\lambda}{2}\langle b|V|3\rangle \frac{1}{E^{(0)}_{a,b}-E^{(0)}_{3}}\langle 3|V|a\rangle=5/4, \qquad \langle a|B\rangle=-5/4. $$
Estas piezas, bilineal en el potencial!, estructuralmente "se cayó" el 2º fin de cálculo, donde λ2 fue desestimada por un λ en un subespacio denominador $ E^{(0)}_{b}-E^{(0)}_{a}=2\lambda$. El particular 5/4 coeficientes son fijados por la coherencia con el siguiente orden de energías. Pero ya has visto esta sutileza por encima, en orden cero: $|a\rangle, |b\rangle$ $O(\lambda^0)$ fueron especificadas por $O(\lambda)$ posibles consideraciones.

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