Was ist die Weyl-Algebra eines eingeschlossenen bosonischen Teilchens?

Die abstrakte Weyl-Algebra W N ist die von einer Familie von Elementen erzeugte *-Algebra U ( u ) , v ( v ) mit u , v R N so dass (Weyl-Beziehungen)

U ( u ) v ( v ) = v ( v ) U ( u ) e ich u v     C Ö M M u T A T ich Ö N   R e l A T ich Ö N S
U ( u + u ' ) = U ( u ) U ( u ' ) , v ( v + v ' ) = v ( v ) v ( v ' )
U ( u ) = U ( u ) , v ( v ) = v ( v )
Es ist eine wohlbekannte Tatsache (Stone-von-Neumann-Theorem), dass alle irreduziblen Darstellungen π : W N B ( H ) dieser Algebra so dass
S lim u 0 π ( U ( u ) ) = U ( 0 ) , S lim v 0 π ( v ( v ) ) = v ( 0 )
sind unitär äquivalent zum Schrödinger:
H L 2 ( R N )
π ( U ( u ) ) e ich u X ¯ , π ( v ( v ) ) e ich v P ¯
Wo X , P sind die üblichen Orts- und Impulsoperatoren, die auf dem Schwartz-Raum definiert (und im Wesentlichen selbstadjungiert) sind S ( R N ) . Aus diesem Grund wird diese Algebra normalerweise mit der Quantisierung eines spinlosen nichtrelativistischen Teilchens in Verbindung gebracht R N . Aber was passiert, wenn man ein spinloses Teilchen betrachtet, das auf einen Teilbereich beschränkt ist? K R N , zum Beispiel ein Kreis S 1 R 2 , eine Sphäre S 2 R N oder eine generische offene Teilmenge? Der Zustandsraum könnte noch als gewählt werden L 2 ( K ) , aber was ist mit der zugehörigen Weyl-Algebra? Ich denke, es kann immer noch abstrakt definiert werden, aber während die Kommutierungsbeziehungen in gewisser Weise erhalten bleiben müssen, ist die Parameterdomäne ( u , v ) kann noch nicht genommen werden R N × R N andernfalls fallen wir in den vorherigen Kontext.

Gibt es ein Rezept für eine solche allgemeine Situation? Genauer gesagt: Wenn ein bosonisches Teilchen in einer Unterregion K eingeschlossen ist, ist es möglich, eine Familie abstrakter Elemente zu assoziieren U ( u ) , v ( v ) , u , v B. zu einigen Additivgruppen gehören, so dass die obigen Weyl-Eigenschaften erfüllt sind?

Zunächst einmal ist der Impulsoperator nicht als selbstadjungierte Erweiterung von -id/dx definiert, es sei denn, es werden geeignete Randbedingungen angegeben. Es muss selbstadjungiert sein, damit das Exponential existiert.
Wahrscheinlich ist meine Frage nicht gut gestellt. Ich habe das nie gesagt, ich habe geschrieben, dass der Impuls durch die selbstadjungierte Erweiterung von -id/dx_j über den Schwartz-Raum nur für den R^n-Fall gegeben ist. Meine Frage ist genau, was für die allgemeine K-Situation passiert.

Antworten (1)

Beim Phasenraum eines Systems nicht R 2 N , die Algebra der Observablen wird zum Beispiel nicht die Weyl-Algebra sein, wenn der Phasenraum die zwei Sphären ist S 2 dann sind die Observablen die Drehimpulse, die die erfüllen S U ( 2 ) Algebra$

Die Weyl-Algebra spielt aber auch bei nicht-flachen Phasenräumen weiterhin eine wichtige Rolle. Der Hauptgrund ist, dass aufgrund des Darboux-Theorems jeder Phasenraum lokal so aussieht R 2 N . Im Fall eines Kotangensbündels einer allgemeinen (nicht flachen) Mannigfaltigkeit wird die Weyl-Algebra zur Algebra der Symbole von Pseudodifferentialoperatoren . Diese Operatoren sind in der semiklassischen Analyse wichtig.

Noch allgemeiner gibt es eine allgemeine Konstruktion der Quantisierung aufgrund von Fedosov, bei der eine Weyl-Algebra an jeden Punkt in einer symplektischen Mannigfaltigkeit angehängt wird, um ein Weyl-Bündel zu bilden. Die einzelnen Fasern dieses Bündels sind durch eine als Fedosov-Verbindung bekannte Verbindung verklebt. Unter Verwendung dieser Daten kann man die Fedosov-Quantisierungskarte Reihenfolge für Reihenfolge in der Planckschen Konstante konstruieren. Bitte beachten Sie die folgende These von Philip Tillman, in der der Fall der Quantisierung der Kugel explizit angegeben ist.