Begründung für die Lösung dieses Hamiltonoperators

Ich bin verwirrt über Griffiths Lösung (Beispiel 10.1, S. 374) für den Hamiltonian:

H = ω 1 2 [ cos a e ich ω T Sünde a e ich ω T Sünde a cos a ]
Die Eigenzustände waren einfach zu berechnen:
χ + = [ cos ( a / 2 ) e ich ω T Sünde ( a / 2 ) ]       Und       χ = [ e ich ω T Sünde ( a / 2 ) cos ( a / 2 ) ]
wo die Staaten χ + Und χ Eigenwerte haben ω 1 / 2 Und ω 1 / 2 respektvoll. Griffiths fordert dann die Anfangsbedingungen:
χ ( 0 ) = [ cos ( a / 2 ) Sünde ( a / 2 ) ]
Mein Ansatz war, dass wir, da wir die Eigenzustände haben, die allgemeine Lösung kennen
χ meine Vermutung ( T ) = C 1 χ + e ich ω 1 T / 2 + C 2 χ ich e ich ω 1 T / 2
und so C 1 = 1 Und C 2 = 0 . Dies ist jedoch nicht die Lösung, die Griffiths angibt, was anscheinend der Fall ist
χ Griffiths ( T ) = [ [ cos ( λ T / 2 ) ich ω 1 ω λ Sünde ( λ T / 2 ) ] cos ( a / 2 ) e ich ω T / 2 [ cos ( λ T / 2 ) ich ω 1 + ω λ Sünde ( λ T / 2 ) ] Sünde ( a / 2 ) e ich ω T / 2 ]
Wo λ = ω 2 + ω 1 2 2 ω ω 1 cos a . Meine Lösung sieht nicht so aus und ist viel einfacher. Ich bin verwirrt, woher das kommt und wo mein Gedankengang schief gelaufen ist.

Sie haben eine adiabatische Näherung berechnet, während die von Griffith die exakte Lösung ist.

Antworten (1)

Die gefundene Lösung ist nicht korrekt, da der Hamiltonoperator zeitabhängig ist.

Die Schrödinger-Gleichung ist gegeben durch:

ich ψ T = H ψ
Wo ψ ist ein Zweiervektor. Jetzt können Sie den Hamiltonoperator diagonalisieren H = S D S 1 . In deinem Fall D zeitunabhängig ist dagegen die Matrix S ist nicht.

Wenn H zeitunabhängig ist, dann ist es auch S und Sie können Schrödinger als schreiben

ich ( S 1 ψ ) T = D S 1 ψ
Die neue Basis definiert durch ψ ' = S 1 ψ ist die Eigenbasis von H , und Ihre Lösung würde gelten. Allerdings in diesem Fall S ist zeitabhängig, also kannst du es nicht in die partielle Ableitung nehmen.

Sie können dasselbe tun, aber Sie landen damit

ich S 1 ψ T = D S 1 ψ
Sie können mit spielen S Und ψ um die Lösung in Griffith zu bekommen. Insbesondere können Sie die linke Seite als schreiben
S 1 ψ T = ( S 1 ψ ) T S 1 T ψ = ( S 1 ψ ) T + S 1 S T S 1 ψ

Warum ist D immer zeitunabhängig? Wie wäre es mit H = diag ( 1 , T ) ?