§ 10. Адиабатический переход. Общие положения. Тривиальный случай
В оставшейся части этого раздела исследуется другой крайний случай — очень медленное изменение гамильтониана. Мы будем использовать обозначения § 7.
Прежде всего, сформулируем адиабатическую теорему. В ней речь идет о свойствах состояний дискретного спектра гамильто» ниана
. Будем для простоты предполагать спектр Н дискретным, хотя это и несущественно.
Пусть
— собственные значения Н, а проек торы на соответствующие им подпространства обозначим
. Все эти величины предполагаются непрерывными функциями
Дополнительно будем считать, что:
(i) собственные значения отличаются друг от друга в течение всего перехода
(ii) производные
определены и кусочно-непрерывны на всем интервале.
Оператор эволюции
удовлетворяет уравнению Шредингера
а гамильтониан
определяется выражением
Адиабатическая теорема утверждает, что
обладает асимптотическим свойством
Предположим сначала, что подпространства, отвечающие каждому собственному значению
не меняются
В этом случае гамильтониан
имеет простой вид
и при любом s коммутирует с каждым из проекторов
Следовательно, каждый проектор есть интеграл движения
Соотношение (69) верно для любых
для
Кроме этого, в данном частном случае уравнение (66) явно интегрируется и дает
где нами использовано обозначение
Итак, если в момент времени
вектор состояния системы был собственным вектором для
отвечающим собственному значению
то в момент времени
вектор состояния будет отличаться от собственного только фазовым множителем