Главная > ВАРИАЦИОННЫЕ ПРИНЦИПЫ МЕХАНИКИ (Л.С. Полак)
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

Для квантования динамической системы необходимо ввести систему линейных операторов, соответствующих динамическим переменным $q$ и $p$ и их функциям. Классическим переменным – скоростям и переменным, содержащим $\tau$, не могут быть поставлены в соответствие операторы. Операторы действуют на векторы $\psi$ в гильбертовом пространстве, причем их представители в любом представлении (волновые функции) задают состояния квантовой системы. Вещественные классические переменные соответствуют эрмитовым операторам. Соответствие между классическими и квантовыми величинами основано на двух принципах, которые, обозначая соответствующие классические и квантовые величины одинаковыми буквами, сформулируем следующим образом:
I) Скобка Пуассона для классических переменных соответствует коммутатору
\[
[\xi, \eta] \rightarrow 2 \pi(\xi \eta-\eta \xi) / i \hbar
\]
II) Слабые уравнения, связывающие классические ве личины, ссответ ствуют линейным условиям, наложенным на $\psi$ :
\[
\chi(q, p)=0 \rightarrow \chi \psi=0 .
\]

Процесс перехода от классической к квантовой механике нельзя считать математически строго сформулированным, так как в каждом случае, когда классическая величина включает произведение двух величин, скобка Пуассона которых не равна нулю, возникает неоднозначность в определении последовательности, в которой эти сомножители войдут в соответственное квантовое выражение. Практически в простых примерах такой вопрос не возникает. В более же сложных выражениях бывает невозможно выбрать последовательность сомножителей так, чтобы не нарушалась совместность квантовых уравнений. В настоящее время методы квантования представляют собой набор практических рецептов, применение которых диктуется главным образом соображениями простоты. Существуют обстоятельства, на которые следует обращать внимание при переходе к квантовой механике, чтобы не нарушить совместность квантовых соотношений. В классической теории мы имеем ряд $\Phi$-уравнений ( $\chi$-уравнения также считаются за $\Phi$-уравнения), используемых в квантовой теории в соответствии с принципом II). При

преобразовании $\Phi$, аналогичном преобразованию классических величин (27), коэффициенты $\gamma$ должны всегда стоять слева от $\Phi$. Общее выражение для $\Phi$ в квантовой теории является линейной функцией от данных $\Phi$ с коэффициентом $\gamma$ слева от $\Phi$.
Из двух квантовых уравнений, полученных из $\Phi$-уравнений согласно II,
\[
\Phi_{1} \psi=0, \quad \Phi_{2} \psi=0,
\]

получим
\[
\Phi_{2} \Phi_{1} \psi=0, \quad \Phi_{1} \Phi_{2} \psi=0 .
\]

Отсюда по принципу I найдем
\[
\left[\Phi_{1}, \Phi_{2}\right] \psi=0,
\]

что соответствует классическому слабому уравнению
\[
\left[\Phi_{1}, \Phi_{2}\right]=0 .
\]

Заключаем отсюда, что если переход к квантовой теории возможен, все $\Phi$ должны быть первого класса.

Классическую теорию с $\Phi$ второго класса можно проквантовать, применяя преобразования, примененные в п. 8, переводящие все $\Phi_{\beta}$-уравнения в сильные равенства. Сильные уравнения соответствуют в квантовой теории уравнениям, выражающим одни операторы через другие.

Квантовые уравнения $\Phi_{\psi=0}$, полученные применением принципа II к $\Phi$-уравнениям первого класса, являются волновыми уравнениями Шредингера.

Обычная классическая динамика с одним $\Phi$ первого класса приводит к одному уравнению Шредингера. В обобщенной теории каждому классическому свободному движению ставится в соответствие уравнение Шредингера. Операторы, входящие в эти уравнения; соответствуют классическим динамическим переменным для некоторого значения $\tau$.

Операторы, соответствующие разным $\tau$, принадлежат к разным алгебраическим системам. По-видимому, квантовая теория не содержит какоголибо аналога зависимости от классических переменных. Однако зависимость классических величин от $t$, описанная уравнением (48), имеет квантовый аналог в случае, если классические С. П. $\left[t_{a}, t_{a^{\prime}}\right]=0$ при $a=a^{\prime}$ и, следовательно, соответствующие операторы квантовой теории могут принимать одновременно численные значения [237]. Этому требованию удовлетворяет ряд систем $t$, введенных в различных формах релятивистской динамики, рассмотренных в п. 10. Уравнения (48) нельзя непосредственно проквантовать, потому что, как легко проверить, соответствующие квантовые уравнения не будут инвариантны относительно общих преобразований (27). Приведем уравнение (48) к стандартному виду. Преобразование (27) вводит новую систему $\Phi$, именно $\Phi_{a}$, находящуюся в однозначном соответствии с системой $t_{a}$, таким образом, что
\[
\left[t_{a}, \Phi_{a^{\prime}}\right]=\delta_{a a^{\prime}} .
\]

При этом уравнение (48) приводится к виду
\[
\left[g, \Phi_{a}\right]=\frac{\partial g}{\partial t_{a}} .
\]

Проквантовав эти уравнения, мы получим квантовые уравнения в представлении Гейзенберга для обобщенной динамики.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru