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Función de partición y coherente del estado de la ruta integral

He estado trabajando a través de la derivación de la función de partición se expresa como un camino integral en términos de coherente de los estados, después de la de muchos cuerpos condensada de la materia teoría de campo de los libros de Altland & Simons y Muelles de Coleman, y mientras yo pueda seguir los argumentos matemáticos, estoy luchando con algunos de los conceptos involucrados. Me gustaría mucho agradecería un poco de ayuda con varios puntos, que he sido incapaz de aclarar para mi satisfacción, a pesar de referirse a otros numerosos libros de texto. Me disculpo de antemano si estas preguntas parecen demasiado básicas.

Pregunta: desde el primer paso de la derivación, donde la función de partición se expresa como la traza de el operador $\exp[-\beta(\hat{H}-\mu\hat{N})]$, en primer lugar, en términos de un conjunto completo de Fock el espacio de los estados y, a continuación, coherente estados, es necesario que la base para ser elegido tal que el Hamiltoniano es diagonal en esta base? Sé que la traza, y por lo tanto la función de partición, es la suma de la diagonal de la matriz de elementos, pero no de la matriz deben ser diagonal para que esto sea evaluado y de sentido?

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Count Iblis Puntos 3330

Mientras que la traza es invariante bajo una transformación a otra base, es necesario tomar en cuenta aquí que el estado coherente de base no es una base ortogonal y es overcomplete. Podemos evaluar la traza de un operador $A$ mediante la inserción de la identidad de los operadores en la frente y después de que el operador y, a continuación, mediante resolución de la identidad en términos de la coherencia vectores de la base. Entonces necesitamos para que la resolución de la identidad se da como:

$$I = \frac{1}{\pi}\int d^2\alpha \left|\alpha\right\rangle\left\langle\alpha\right|$$

Por lo tanto, hay un factor adicional de $\frac{1}{\pi}$ debido a overcompleteness. Así, podemos escribir:

$$\operatorname{Tr}A = \sum_n\left\langle n\left|A\right|n\right\rangle = \frac{1}{\pi^2}\sum_{n}\int d^2\alpha d^2\beta\left\langle n\right|\left.\alpha\right\rangle\left\langle\alpha\right|A\left|\beta\right\rangle\left\langle\beta\right|\left.n\right\rangle$$

Si ahora suma más de el (completa, ortonormales)$\left|n\right\rangle$, se obtiene utilizando la integridad en base a esto:

$$\operatorname{Tr}A =\frac{1}{\pi^2}\int d^2\alpha d^2\beta\left\langle\beta\right|\left.\alpha\right\rangle\left\langle\alpha\right|A\left|\beta\right\rangle$$

A continuación, puede evaluar esto con el hecho de que el solapamiento entre dos coherente base de los estados está dada por:

$$\left\langle\beta\right|\left.\alpha\right\rangle = \exp\left[-\frac{1}{2}\left(\left|\alpha\right|^2+\left|\beta\right|^2-2\beta^*\alpha\right)\right]$$

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tparker Puntos 156

No, no es necesario trabajar en la base donde el Hamiltoniano es diagonal. Es un hecho de álgebra lineal que la suma de los elementos de la diagonal de una matriz es el mismo independientemente de la base en el que estamos, así que usted puede evaluar fácilmente el seguimiento en base a lo que es conveniente.

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