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一种力求获得与耦合电磁场的狄拉克哈密顿量酉等价且能量分离哈密顿量的流方程方法

量子物理 2022-08-04 v2 数学物理 math.MP

摘要

将相对论带电费米子最小耦合到(可能随时间变化的)电磁场的狄拉克哈密顿量 H(D)H^{\left(D\right)} 用一种专门构建的流方程方法进行变换,使得该变换结果与 H(D)H^{\left(D\right)} 酉等价,并保证趋向于与狄拉克 β\beta 矩阵对易的极限值 H(NW)H^{\left(NW\right)}。将 H(NW)H^{\left(NW\right)} 展开到 v2c2\frac{v^2}{c^2} 阶时,薛定谔-泡利量子力学的非相对论哈密顿量 H(SP)H^{\left(SP\right)} 作为首项出现,并加上静止能量 mc2mc^2。对 H(SP)H^{\left(SP\right)} 的所有相对论修正都以 Magnus 型级数展开的形式被显式考虑,生成到 (v2c2)n\left(\frac{v^{2}}{c^{2}}\right)^{n}n2n\geq2)阶的级数系数仅由迭代对易子的部分和构成。在静态场的特殊情况下,基于将 β\beta 矩阵变换为与 H(D)H^{\left(D\right)} 相关的能量符号算符的逆流方程的精确解,确立了流方程方法与著名的 Eriksen 能量分离酉变换的等价性。由此建立了恒等式 H(NW)=βH(NW)H(NW)H^{\left(NW\right)}=\beta\sqrt{H^{\left(NW\right)}H^{\left(NW\right)}},意味着 H(NW)H^{\left(NW\right)} 被唯一确定。

关键词

引用

@article{arxiv.2207.12825,
  title  = {A Flow Equation Approach Striving Towards an Energy-Separating Hamiltonian Unitary Equivalent to the Dirac Hamiltonian with Coupling to Electromagnetic Fields},
  author = {N. Schopohl and N. S. Cetin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2207.12825},
  year   = {2022}
}

备注

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