Zeitabhängigkeit des Verschiebungsoperators

Die Herleitung der Mastergleichung (und deren Anwendung) verfolge ich in diesem Skript . Leider folge ich nicht dem Schritt, die treibenden Terme des harmonischen Oszillators zu eliminieren (S. 17, Gl. 164).

Nehmen wir an, wir haben ein im Dichteoperator-Formalismus beschriebenes Quantensystem im Schrödinger-Bild mit System Hamiltonian (also harmonischer Oszillator und kohärenter Antrieb):

H = H 0 + H D = ω ( A ^ A ^ + 1 / 2 ) + F 0 ( A ^ e ich ω D T + A ^ e ich ω D T )

Definieren Sie den Verschiebungsoperator als

D ( a ) = exp ( a A ^ a A ^ )

Wo A ^ ist der Vernichtungsoperator eines harmonischen Quantenoszillators und a ist eine komplexe Zahl.

Wenn ich eine einheitliche Transformation durchführen möchte U = D ( a ) in einen rotierenden Rahmen, dann glaube ich, ich sollte diese Transformation vornehmen:

A ' = U A U

und daraus sollte ich in der Lage sein, eine neue Hauptgleichung für mein System abzuleiten usw.

Aber in den Vorlesungsnotizen scheinen sie den neuen Hamilton-Operator im gedrehten Rahmen wie folgt zu schreiben: (Gl. 164):

H ~ = U H U + ich U T U

Wo U = D ( a ) . Warum den zweiten Term einbeziehen, wenn D ( a ) nicht von der Zeit abhängt (wir befinden uns im Schrödinger-Bild nach Gl. 134)?

Wenn ich das irgendwie falsch verstanden habe und der Displacement-Operator durch so etwas als zeitabhängig angesehen wird a = a 0 e ich ω D T wie würde man damit umgehen, dh wie zeigt man das H ~ hat das obige Formular?

Zusammenfassend: Wie man in einen anderen Frame umwandelt, wenn eine solche Zeitabhängigkeit besteht ich U T = H U ( T ) hält nicht? (Wegen Zeitabhängigkeit von H)

Und

Warum wird das vermutet D ( a ) hat diese Zeitabhängigkeit im Schrödinger-Bild?

Antworten (1)

Die Antwort auf das Problem ist, dass der Bediener früher zum neuen Rahmen gewechselt hat, U ( T ) = D ( a ) ist abhängig von der Zeit durch die Zeitabhängigkeit von a ( T ) und für die Zwecke der Herleitung wird diese Zeitabhängigkeit ganz allgemein gehalten.

Das bedeutet, dass wir nicht die übliche Umschreibung der Bewegungsgleichung verwenden können, sondern Gl. 81 im Vorlesungsskript gibt die richtige Transformation. Der neue Generator der Zeitentwicklung ist der Operator

U H U + ich D U D T U

was ist definiert als H ~ in den Notizen.

Die Ableitung wird dann fortgesetzt, ohne auf eine bestimmte Zeitabhängigkeit von festzulegen a . Am Ende ergibt dies eine Hauptgleichung mit zusätzlichen Termen aufgrund des Verschiebungsoperators und des Antriebsfelds. Wenn doch a einer klassischen Bewegungsgleichung für einen harmonischen Oszillator gehorcht, dann heben sich alle diese Terme auf.

Der clevere Teil hier ist, dass der Antrieb vollständig aus der Gleichung herausfällt, so dass die Dynamik nur für den "Quantenteil" gelöst werden kann und man sich dann am Ende zurück in den ursprünglichen Rahmen transformiert, um den vollständigen Zustand des Systems zu erhalten.