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希尔伯特空间或盖尔范德三重化——时间对称或时间不对称的量子力学

量子物理 2007-05-23 v1

摘要

内在微观不可逆性是在指数衰变态中观测到的时间不对称性。它由量子物理系统的哈密顿量 \QTRitH\QTR{it}{H} 生成的半群描述,而非由描述由于外部库或测量装置影响所致不可逆性的刘维尔量 \QTRitL\QTR{it}{L} 生成的半群描述。由 \QTRitH\QTR{it}{H} 生成的半群时间演化在希尔伯特空间(HS)理论中是不可能的,该理论只允许时间对称的边界条件以及酉群时间演化。这导致 HS 理论中衰变概率方面的问题。为克服这些以及由 HS 的勒贝格积分引起的其他问题(狄拉克箭态不存在),人们将 HS 扩展为 Gel'fand 三重化,它不仅包含狄拉克箭态,还包含具有复本征值(ERiΓ/2E_R-i\Gamma /2)和布赖特-维格纳能量分布的自治厄米 \QTRitH\QTR{it}{H} 的广义本征矢量。这些 Gamow 态 ψG\psi ^G 具有时间不对称的指数演化。人们可从量子力学基本公式 \QTRcalP(t)=Tr(ψG><ψGΛ)\QTR{cal}{P}(t)=Tr(|\psi ^G> < \psi ^G|\Lambda) 导出 Gamow 态衰变到由 Λ\Lambda 描述的衰变产物的衰变概率,而在 HS 量子力学中该式恒为零。由此结果可导出衰变率 \QTRgroupc˙(t)\QTR{group}{\dot c}(t) 以及共振散射与衰变现象学中使用的 \QTRgroupc˙(0)\QTR{group}{\dot c}(0)Γ\Gamma 与寿命 τR\tau_R 之间的所有标准关系。在玻恩近似下可得到狄拉克黄金规则。

关键词

引用

@article{arxiv.quant-ph/9712038,
  title  = {Hilbert Space or Gelfand Triplet - Time Symmetric or Time Asymmetric Quantum Mechanics},
  author = {A. Bohm and H. Kaldass and P. Patuleanu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:quant-ph/9712038},
  year   = {2007}
}

备注

28 pages; to be published in Int. J. Theor. Phys