Естественные науки

Может ли волновая функция меняться со временем?

То есть могут ли меняться коэффициенты компонентов суперпозиции?
Елена К
Елена К
56
Пусть ваша волновая функция S - суперпозиция собственных состояний какого-то физ. оператора F:
S = a1 S1 + a2 S2 + и т. д.
где: F Sk = fk Sk
(Sk не зависят от времени).
Для эволюции во времени берете уравнение Шредингера:
i h (d/dt) S = H S
Подставляете в него ваше разложение:
i h { (da1/dt) S1 + (da2/dt)S2 + и т. д. } = a1 H S1 + a2 H S2 + и т. д.
Скалярно умножаете на Sk*:
i h (da1/dt) (Sk* S1) + i h (da2/dt) (Sk* S2) + и т. д. =
= a1 (Sk* H S1) + a2 (Sk* H S2) + и т. д.
Из ортогональности собственных функций эрмитового оператора:
i h (d/dt) ak = a1 (Sk* H S1) + a2 (Sk* H S2) + и т. д.
Получаете систему линейный дифференциальных уравнений для коэффициентов ak. Из нее можете найти все коэффициенты как функции времени.
Если в качестве F взять сам гамильтониан H, то упростится и правая часть:
i h (d/dt) ak = Ek ak
(если F=H, то все скобки примут вид: (Sk* H Sn) = En (Sk* Sn) = Ek del(n, k))
Система для коэффициентов расцепилась на независимые уравнения, и величина ak не будет меняться (только фаза) со временем (потому собственные состояния гамильтониана и называются стационарными).
Юрий Дорошин
Юрий Дорошин
94 513
Лучший ответ
Елена К Спасибо. Скажите, а сепарабельные состояния интерферируют друг с другом?
Елена К *интерференция
Юрий Дорошин Предлагаю прикинуть и посчитать, это единственный способ)
Юрий Дорошин Нет, не искусственно. Сама система может позволять частице вылетать.
Это как излучающий атом. Как альфа-распад. И многие другие процессы.
Верояно Вам потребуется более компетентный ответ, а мое мнение таково:
Суперпозиция - это совокупность возможных n состояний квантовой системы.
Для каждого из этих состояний C1, C2... Cn определены конечно и однозначно. Т. е. априори рассчитаны и известны.
Система может со временем перескакивать из одного в другое, но меняться они не могут.
Это как (упрощая) мы можем выбрать из пункта А в пункт Б одну из нескольких возможных дорог. Заранее определенных и рассчитанных. Но это не значит, что каждая из этих дорог может во времени менять свой асфальт, деревья на обочинах, дома, светофоры и пр.... (не может по крайней мере в интересующий нас для проезда отрезок времени)

Мой ответ - нет.
Коэффициенты компонентов суперпозиции для волновой функции со временем меняться не могут.
Юрий Дорошин На самом деле могут)