Zeitentwicklung in der Quantenmechanik

Wir wissen, dass ein Operator A in der Quantenmechanik eine Zeitentwicklung hat, die durch die Heisenberg-Gleichung gegeben ist:

ich [ H , A ] + A T = D A D T

Können wir daraus das ableiten

A ( T ) = e ich H T A ( 0 ) e ich H T ?

LM: Ich habe hinzugefügt ich / vor [ H , A ] .

Ja wir können. Auch wenn diese Lösung sehr explizit aussehen mag, ist sie in den interessanten Beispielen möglicherweise schwer auszuwerten - Exponentiale von Operatoren auf einem unendlich dimensionalen Raum -, sodass wir ohnehin oft andere Methoden als die "einfachste" Auswertung verwenden müssen . Ich habe die hinzugefügt ich / Faktor vor dem Kommutator.
Ist die Frage nach der Differenzierbarkeit von Exponentialfunktionen von Operatoren? Oder über die Definition von Exponentialfunktionen von Operatoren? Oder was kann mit der "formellen" Lösung getan werden, um mehr Informationen über das zeitabhängige Verhalten des Systems zu erhalten?
@Luboš Motl danke für die Korrektur und den Kommentar. +1
Dies ist grundsätzlich nur möglich, wenn H Und A hängen nicht explizit von der Zeit ab T .

Antworten (1)

Wir müssen den Operator berücksichtigen, der nicht explizit zeitabhängig ist.

A T = 0

Wenden wir die Kommutatorformel rekursiv an:

D 2 A D T 2 = ( ich ) 2 [ H , [ H , A ] ]

D 3 A D T 3 = ( ich ) 3 [ H , [ H , [ H , A ] ] ]

usw

Dann kombinieren wir diese Ableitungen in einer Reihe für A ( T )

A ( T ) = A ( 0 ) + D A D T T + 1 2 ! D 2 A D T 2 T 2 + 1 3 ! D 3 A D T 3 T 3 + . . .

A ( T ) = A ( 0 ) + ich [ H , A ] T + 1 2 ! ( ich ) 2 [ H , [ H , A ] ] T 2 + 1 3 ! ( ich ) 3 [ H , [ H , [ H , A ] ] ] T 3 + . . .

Und dann kommt man mit dieser Formel zum Ergebnis:

e X Y e X = Y + 1 1 ! [ X , Y ] + 1 2 ! [ X , [ X , Y ] ] + 1 3 ! [ X , [ X , [ X , Y ] ] ] + . . .

Sie haben also die Hadamard-Formel verwendet. Danke schön. +1