ФИАН / Nefedyev_Ktp
.pdf
~ = 1
|
|
|
|
|
{px} = 1 = [ˆpxˆ] = −i. |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
a(t) = r |
|
|
|
x + i√2mω , |
|
|
|
||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mω |
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a (t) = r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
2 |
|
x − i√2mω . |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mω |
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{a(t)a (t)} = i, |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
H = |
1 |
ω(a (t)a(t) + a(t)a (t)). |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a˙ (t) = Ha(t)} = −iωa(t) |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
a˙ (t) ={{Ha (t)} = iωa (t) |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
a(t) = a+e−iωt |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
a (t) = a−eiωt. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
x(t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a± |
|
|
|
||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
x(t) = |
√ |
|
|
(a(t) + a (t)) = |
√ |
|
|
(a+e−iωt + a−eiωt), |
||||||||||||||||||
2mω |
|
2mω |
||||||||||||||||||||||||
x(t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
a+ = a− ≡ a, |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
(ae−iωt + a eiωt). |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
x(t) = |
√ |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
2mω |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
a |
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
aˆ† aˆ |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[ˆaaˆ†] = 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
En = ω |
|
n + 2 |
|
, |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Hˆ = 2ω aˆ†aˆ + aˆaˆ† = ω |
|
aˆ†aˆ + 2 |
= ω |
Nˆ + 2 |
, |
|||||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
ˆ †
N = aˆ aˆ
ω ~ω
|ni
ˆ
N
aˆ aˆ†
|
ˆ |
ˆ † |
† |
. |
|
|
[Naˆ] = −a,ˆ |
[Naˆ |
] = aˆ |
|
|
ˆ |
ˆ |
ˆ |
|
− 1)a|ni |
|
Naˆ|ni = aˆN|ni + [Naˆ]|ni = (n |
|||||
ˆ † |
† ˆ |
ˆ |
|
† |
|ni, |
Naˆ |
|ni = aˆ N|ni + [Naˆ]|ni = (n + 1)a |
||||
aˆ† |
|
aˆ |
|
|
|
ˆ |
X |
† |
|
|
|
|
† |
|n − 1i| |
2 |
2 |
, |
||
n = hn|N|ni = |
hn|aˆ |
|kihk|a|ni = |hn|aˆ |
|
= |hn − 1|aˆ|ni| |
k
√
hn|aˆ†|n − 1i = hn − 1|aˆ|ni = n.
[ˆana†] = naˆn−1.
h0|aˆn(ˆa†)n|0i = nh0|aˆn−1(ˆa†)n−1|0i = . . . = n!h0|0i = n!,
|
|
a† |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
i |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
1 |
|
(a†)n|0i, hn|ni = 1. |
||||||||||||||
|
|
|ni = |
√ |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
n! |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
hx|0i ≡ ψ0(x) |
|
|
|
|
|
|
|0i |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
r |
|
|
|
|
|
x + √2mω |
∂x |
ψ0(x) = 0 |
||||||||||||
2 |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
mω |
|
|
1 |
|
|
∂ |
|
|
|
|
|||||||
√2 |
ξ + |
∂ξ |
ψ0(ξ) = 0, |
ξ = √mωx. |
|||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
∂ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z +∞
|ψ0(x)|2dx = 1,
−∞
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
= |
mω |
|
1/4 |
|
|
|
|
||||
|
|
ψ0(x) = N e−ξ |
/2 = N e− |
2 mωx |
, |
|
|
N |
|
|
. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
π |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ψn(x) |
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
√2 |
ξ − ∂ξ |
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
ψn(ξ) = √n! |
ψ0(ξ). |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
∂ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f(ξ) |
|
|
|
/2 ∂ξ e−ξ |
/2f(ξ) . |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
ξ − ∂ξ f(ξ) = −eξ |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
∂ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
∂ |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
|
|
dn |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
dn |
2 |
||||||||
ψn(ξ) = |
√ |
|
(−1)neξ |
/2 |
|
e−ξ |
/2 |
ψ0(ξ) = N |
√ |
|
(−1)neξ |
/2 |
|
e−ξ |
|
||||||||||||||||||
dξn |
|
|
dξn |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
2nn! |
|
|
2nn! |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Hn(ξ) = (−1)neξ2 dn e−ξ2 , dξn
|
|
ψ (ξ) = |
|
|
N |
e−ξ2/2H |
(ξ). |
|
|
|
|||||
|
|
n |
|
|
√2nn! |
|
n |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
mω |
|
|
1/4 |
|
mωx2 |
|
|
|
|
||
ψn(x) = |
√ |
1 |
|
|
|
|
exp − |
|
|
Hn |
√mωx . |
||||
π |
|
2 |
|
||||||||||||
2nn! |
|
|
|||||||||||||
a
a|αi = α|αi, hα|αi = 1,
α |
|
|
|
|
|
|
α |
|
|
|
1 |
2 |
∞ |
αn |
|
|
|
||
|αi = e− 2 |α| |
X |
√ |
|
|ni, |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||||
n=0 |
n! |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
∞ |
hα|α′i = exp |
−2 |
|α|2 + α α′ − 2 |
|α′|2 |
|
, |
||||
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
||
|
|
|
Iˆ = Z |αidπαhα| = Z |αi 2πi hα|, |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
dαdα |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
α |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
a† |
|||||||||||
|
x = √2mω (a† + a), p = ir |
|
|
|
|
|
(a† − a). |
||||||||||||||||||||
2 |
|
||||||||||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mω |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
hα|a† = α hα|, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
|
(α + α ), |
hα|x2|αi |
1 |
((α + α )2 + 1), |
||||||||||||||||||||||
|
hα|x|αi = |
√ |
|
|
|
|
= |
|
|
||||||||||||||||||
2mω |
|||||||||||||||||||||||||||
2mω |
|||||||||||||||||||||||||||
|
hα|p|αi = ir |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
2 2 |
|
(α − α), hα|p2|αi = 2 (1 − (α − α)2). |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
mω |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mω |
|||||||||
x = hα|x2|αi − hα|x|αi2 = √2mω , |
p = |
hα|p2|αi − hα|p|αi2 = r |
|
|
|||||||||||||||||||||||
2 |
|||||||||||||||||||||||||||
p |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mω |
|||||
~/2 |
α |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p · x |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Pµ = 12 X X kµ[Cσ(k, t)Cσ(k, t) + Cσ(k, t)Cσ(k, t)],
k σ=1,2
C
Cσ(k, t) = C(k, σ)e−iωt,
CC C C
pkσ qkσ
~
ˆ
Aµ(x, t) =
Cσ(k, t) = r 2 qkσ + i√2ω , |
|
ω |
pkσ |
Cσ(k, t) = r 2 qkσ − i√2ω , |
|
ω |
pkσ |
P0 ≡ H
H = X 12 p2kσ + ω2qk2σ ,
k,σ
|
|
|
|
|
|
|
|
C(k, σ) |
|
|
|
|
ˆ |
k |
|
ˆ† |
k′ |
′ |
|
′ |
′ |
, σ, σ |
′ |
= 1, 2. |
|
[C( |
|
, σ)C ( |
|
, σ |
)] = δkk |
δσσ |
|
|||||
Pˆµ = |
k σ=1,2 kµ |
Cˆ†(k, σ)Cˆ(k, σ) + 2 . |
||||||||||
|
|
|
X X |
|
|
|
|
|
1 |
|
||
C C†
|
3 |
1 |
|
|
k |
σ=0 |
|
(k, σ)Cˆ†(k |
|
√2ω heµ(k, σ)Cˆ(k, σ)e−ikx + eµ |
||||
X X |
|
|||
ˆ |
k |
ˆ† |
k′ |
′ |
′ |
′ |
, σ, σ |
′ |
= 0, 1, 2, 3. |
[C( |
|
, σ)C ( |
|
, σ |
)] = −gσσ |
δkk |
|
→ √ ˆ
C(k, σ) ~C(k, σ)
i
, σ)eikx ,
3
X
eµ(k, σ)eν (k, σ′) = gµν
σ=0
eµ(k, σ)eµ(k, σ′) = gσσ′ .
Φ
(C(k, 0) − C(k, 3))|Φi = 0,
hΦ|C(k, 0) − C(k, 3)|Φi ≡ hC(k, 0) − C(k, 3)i = 0.
h(C†(k, 0) − C†(k, 3))(C(k, 0) + C(k, 3)) ± (C†(k, 0) + C†(k, 3))(C(k, 0) − C(k, 3))i = 0,
hC†(k, 0)(C(k, 0) − C(k, 3))i = 0, hC†(k, 3)(C(k, 0) − C(k, 3))i = 0,
hC†(k, 0)C(k, 0i = hC†(k, 3)C(k, 3)i = hC†(k, 0)C(k, 3)i = hC†(k, 3)C(k, 0)i.
hC†(k, 3)C(k, 3) − C†(k, 0)C(k, 0)i = 0,
Pˆµ = |
k |
1 = Pσ=1,2 1/2 |
1 |
|
= |
k |
kµ |
Cˆ†(k, 1)Cˆ(k, 1) + Cˆ†(k, 2)Cˆ |
(k, 2) + 1 |
|
σ=1,2 kµ C†(k, σ)C(k, σ) + |
2 |
|||||||||
|
X X |
|
|
|
X |
|
h |
|
i |
|
→ |
k |
kµ hCˆ†(k, 1)Cˆ(k, 1) + Cˆ†(k, 2)Cˆ(k, 2) + Cˆ†(k, 3)Cˆ(k, 3) − Cˆ†(k, 0)Cˆ(k, 0) + 1i |
||||||||
|
X |
3 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
= − |
k σ=0 kµ hCˆ†(k, σ)Cˆ(k, σ) + 1i |
→ − |
k |
σ=0 kµCˆ† |
(k, σ)Cˆ(k, σ), |
|
||||
|
X X |
|
|
|
X X |
|
|
|||
Pk |k|
P
k k = 0
1 |
|
d3x A˙ 2 |
+ [ A]2 |
|
|
|
H = 2 Z |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
q = A(x), |
˙ |
|
|
|
||
p = A(x) = −E(x). |
|
|
||||
|
˙ |
|
|
(3) |
(x − y). |
|
[pi(x, t)qj (y, t)] = [Ai(x, t)Aj(y, t)] = −iδij δ |
|
|||||
hΦ′| . . . |Φi
|Φi |Φ′i
[Aµ(x)Aν (y)]
|
|
[Aµ(x)Aν(y)] |
|
X |
1 |
e−ik(x−y) − eik(x−y) |
|
[Aµ(x)Aν (y)] = −gµν |
|
≡ igµν Δ(x − y), |
|
2ω |
|||
k
Δ(x)
Z +∞
i
−∞
|
d3k |
ωx |
0) |
|
|
|
||
Δ(x) = Z |
|
eikx |
sin( |
, |
ω = |k|. |
|
||
(2π)3 |
ω |
|
|
|||||
dk0δ(k02 − k2)ε(k0)e−ik0x0 = |
sin(ωx0) |
, ε(k0) = |
(k0), |
|||||
|
|
|
||||||
ω |
|
|
||||||
Δ(x) = 2πi Z |
d4k |
|
|
e−ikxδ(k2)ε(k0). |
|
(2π)4 |
||
kx |
|
k2 |
ε(k0) |
|
|
|
k0 |
|
k |
|
→ |
k′ |
= |
k0 − vk |
= k |
|
1 ± v cos θ |
. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
0 |
0 |
|
|
√1 − v2 |
|
0 |
√1 − v2 |
|||||||||
1 ± v cos θ > 0 |
|
|
|
k0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ε(k0) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Δ(x) = |
|
1 |
ε(x0)δ(x2), x2 = x02 − x2. |
||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
2π |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
− y0)δ((x − y)2), |
|||||||
[Aµ(x)Aν (y)] = |
|
gµν ε(x0 |
|||||||||||||||
2π |
|||||||||||||||||
•
•
• |
(x − y)2 = 0 |
˙
[Ai(x, t)Aj(y, t)]
Δ(x)
∂Δ(x) |
|
= δ(3)(x). |
|
|
|
||
∂x0 |
|
||
|x0 |
=0 |
||
|
˙ |
∂ |
[Ai |
[Ai(x, t)Aj(y, t)] = |
∂t |
ω
(x, t)Aj(y, t′)]|t′=t = −iδij |
∂ |
|
Δ(x − y, t − t′)|t′=t |
|
|||
∂t |
|||
|
˙ |
(x, t)Aj(y, t)] |
|
[Ai |
|||
eµ(k, σ)
E(t) = E0e−iωt.
E(t) = E0(t)e−iωt,
E0(t)
ω ω
hEα(t)Eβ(t)i , Eα(t)Eβ(t) , Eα(t)Eβ (t)
= −iδij δ(3)(x − y),
,
e±2iωt
t
t ω 1 |
|
|
|
ω ω |
|
ω t 1 |
|
|
|
|||||
|
|
|
Jαβ |
|
, J |
αβ = E0α(t) |
E |
t , J |
|
J |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
ραβ = |
|
J |
|
|
ρ0β |
( ) |
= |
|
αα |
2 |
× |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
αβ |
|
|
|
|
|
||
Aσ(x) = |
aσe−ikx + h.c. |
|
|
ραβ = haαaβ i, |
|
|
|
|
|
|
|
|||
α β |
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ρ† = ρ, |
Spρ = h|a1|2 + |a2|2i = 1. |
|
|
|
|
|
||||||
αβ
|
|
|
|
|
|
|
ρ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 × 2 |
|
ρ |
|
|
|
|
|
− |
|
|
| |
|
| |
|
|
||
2 |
2 |
ξ1 + iξ2 |
1 − ξ3 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ρ = |
1 |
(1 + ξσ) = |
1 |
|
1 + ξ3 |
ξ1 |
− iξ2 |
, |
ρ = |
1 |
(1 |
|
ξ2), |
ξi = 0, |
|
ξi |
|
6 |
1, |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
σi |
|
|
|
|
|
|
|
ξi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
P = |ξ| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P = 1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ξ3 = ±1 |
|
|
|
|
|
|
||||
±1 |
|
ξ2 |
|
|
|
|
|
|
π/4 |
|
|
|
|
ξ1 = |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
ραβ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
||
ραβ = eαeβ .
ξ2 = 1 |
ρ = 0 |
ξ1 = ξ2 = ξ3 = 0
1
ραβ = 2δαβ.
k
e |
ραβ |
e |
w = e |
ραβeβ , |
|
α |
Pα eαeα = |e1|2 + |e2|2 = 1 |
|
e |
||
e |
|
w = 1 |
e |
|
|
|
eµ |
|
ρµν = eµe . |
|
|
|
ν |
|
eµ = (0, e), |
(ke) = 0, |
|
n = k/|k|
e
n
χµ
1 S = 12
δij |
|
|
e0 = 0 kiρij = ρijkj = 0 |
|
Spρ = 1 |
ρ00 = ρ0i = ρi0 = 0, ρij = |
1 |
(δij − ninj ), ni = ki/|k|, |
|
||
2 |
k
kµ
ρµν → ρµν + χµkν + kµχν ,
χ0 = − |
1 |
, χi = |
ni |
, |
||
4ω |
4ω |
|||||
ρµν = − |
1 |
gµν . |
|
|
||
|
|
|
||||
2 |
|
|
||||
1 |
σX |
1 |
|
|
|
|
|
||
2 |
2gµν , |
|||
eµ(k, σ)eν (k, σ) = ρµν = − |
||||
|
=1,2 |
|
|
|
X
eµ(k, σ)eν (k, σ) = −gµν .
σ=1,2
χµkν + kµχν
|ξ| < 1
χµ
ρ2 = ρ
|ξ| = 1
|
1 |
2S+ |
|
2 |
|
|
|
|
ϕλ |
λ = ±21 |
|
1
S = 2σ,
