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Subespacio fermiónico en un oscilador armónico cuántico

Tengo un oscilador armónico bosónico con operadores de aniquilación y creación $a$ y $a^\dagger$ . Estos operadores se definen con los operadores de posición y de momento $\hat{X}$ y $\hat{P}$ y verificar las reglas de conmutación habituales $$ a = \hat{X} + i\hat{P}\text{ ,} \quad a^\dagger = \hat{X} - i\hat{P}$$ $$ [a,a^\dagger] = 1$$ En este espacio de Hilbert bosónico, ¿existe un operador $A$ y un estado $|\psi\rangle$ que verifican las siguientes relaciones $$ A|\psi\rangle = 0$$ $$ A^\dagger |\psi\rangle \neq 0 $$ $$ (A^\dagger)^2 |\psi\rangle = 0$$ En el subespacio definido por $\text{Span}\left\{|\psi\rangle, A^\dagger |\psi\rangle\right\}$ el operador $A$ actuaría entonces de alguna manera como un operador de aniquilación fermiónico, con estados Fock definidos por $|0\rangle = |\psi\rangle$ y $|1\rangle = A^\dagger|\psi\rangle$ .

Puedo encontrar operadores y estados que verifican las dos primeras relaciones, pero no la tercera. Por ejemplo, utilizando estados coherentes, podemos tener $|\psi\rangle = |\alpha\rangle$ y $A = a - \alpha$ pero no verifican $(A^\dagger)^2 |\psi\rangle = 0$ .

Cualquier consejo, referencia o idea para demostrar que tales objetos existen (o no) y cómo encontrarlos sería muy apreciado.

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thierryb Puntos 1269

En efecto, "trocear la escalera de Fock" es un juego que se remonta a la noche de los tiempos: Cigler 1979 y los estudiantes de Heisenberg, ¡apócrifamente para él!

He aquí un artículo que repasa algunas de ellas . La idea básica es terminar el aumento de representaciones, en su caso después de dos pasos (pero podría ser n ...).

Recall $$ N=a^\dagger a , \qquad \leadsto ~ [N,a^\dagger]= a^\dagger $$ por lo que, dado el operador de proyección $$ P_N ={1-(-)^N \over 2}, \qquad \leadsto ~ P_N^2= 1, $$ toma $$ A^\dagger = P_N a^\dagger , \qquad \leadsto ~~~ A= a P_N,\\ P_N P_{N+1}=0, \qquad P_N + P_{N+1}=1, $$ para que $$ A^{\dagger ~~2}=P_N a^{\dagger} P_N a^{\dagger}= a^{\dagger} P_{N-1} P_N a^{\dagger} =0, $$ cuando se actúa sobre la escalera convencional de estados enteros.

Véase también aquí .

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