ДИПЛОМНІ КУРСОВІ РЕФЕРАТИ


ИЦ OSVITA-PLAZA

Реферати статті публікації

Пошук по сайту

 

Пошук по сайту

Головна » Реферати та статті » Фізика » Теоретична фізика у 10 томах

Обращение времени и теорема Крамерса
Симметрия движения по отношению к изменению знака вре-
мени в квантовой механике выражается в том, что если ф есть
волновая функция некоторого стационарного состояния систе-
мы, то и «обращенная по времени» волновая функция (обозна-
чим ее через ^обр) описывает некоторое возможное состояние с
1) Задание этих величин эквивалентно заданию средних значений компо-
нент вектора s и всех их степеней и произведений по 2, 3,..., 2s, которые не
сводятся к еще более низким степеням (см. задачу 3 § 55).
278 СПИН ГЛ. VIII
той же энергией. В конце § 18 было указано, что ф°^ совпадает
с комплексно сопряженной функцией ф*. В таком простом ви-
де это утверждение относится к волновым функциям без учета
спина частиц. При наличии спина оно требует уточнения.
Представим волновую функцию частицы со спином s в ви-
де контравариантного спинора ф^— (ранга 2s). При переходе
к комплексно сопряженным функциям фх^'"* мы получим, од-
нако, совокупность величин, преобразующихся как компоненты
ковариантного спинора. Поэтому операции обращения времени
соответствует переход от волновой функции ф*^— к новой волно-
вой функции, ковариантные компоненты которой определяются
согласно
ф°^ =<фх»-*. F0.1)
При заданной совокупности значений индексов A, /i,... ком-
поненты ко- и контравариантных спиноров соответствуют от-
личающимся по знаку значениям проекции момента. Поэтому
в терминах функций ф3<7 обращению времени соответствует пе-
реход от фза к ф3,-(т, как и должно было быть, поскольку изме-
нение знака времени меняет направление момента. Точное соот-
ветствие устанавливается согласно F0.1):
<!ч, = СД-1)в-*- F0.2)
Другими словами, замена ф8СГ —>• фза^ требуемая операцией обра-
щения времени, означает замену1)
Фза^ФвМ-1)*'*- F0-3)
При двукратном повторении этой операции имеем
Таким образом, двукратное обращение времени возвращает вол-
новую функцию к исходному значению лишь при целом спине,
а при полу цел ом спине оно меняет знак волновой функции.
Рассмотрим произвольную систему взаимодействующих ча-
стиц. Орбитальный и спиновый моменты такой системы, каждый
в отдельности, при учете релятивистских взаимодействий, вооб-
ще говоря, не сохраняются. Сохраняется лишь полный момент J.
Если никакого внешнего поля нет, то каждый уровень энергии
системы Bjf + l) кратно вырожден. При включении внешнего по-
ля это вырождение, вообще говоря, снимается. Возникает вопрос
о том, может ли вырождение быть снятым полностью, т. е. так,
) Обратим внимание на соответствие правила комплексного сопряжения
сферической функции, согласно B8.9), с общим правилом F0.3).
§ 60 ОБРАЩЕНИЕ ВРЕМЕНИ И ТЕОРЕМА КРАМЕРСА 279
чтобы система имела только простые уровни. Этот вопрос тесно
связан с симметрией по отношению к обращению времени.
В классической электродинамике имеет место инвариант-
ность уравнений по отношению к изменению знака времени,
если при этом оставить неизменным электрическое поле и из-
менить знак магнитного полях). Это фундаментальное свойство
движения должно сохраняться и в квантовой механике. Поэтому
симметрия по отношению к обращению времени имеет место не
только для замкнутой системы, но и во всяком внешнем элек-
трическом поле (при отсутствии магнитного поля).
Волновые функции системы представляют собой спиноры
1...^ ранг п которых равен удвоенной сумме спинов всех частиц
(п = 2j^5a); эта сумма может не совпадать с полным спином
S системы. Согласно сказанному выше мы можем утверждать,
что в произвольном электрическом поле волновая функция и
обращенная к ней по времени функция должны соответствовать
состояниям с одинаковой энергией. Для того чтобы уровень был
невырожденным, во всяком случае необходимо, чтобы эти со-
стояния были тождественными, т. е. соответствующие волновые
функции должны совпадать с точностью до постоянного мно-
жителя. При этом, конечно, обе должны быть выражены в виде
одинаковых (ко- или контравариантных) спиноров.
Напишем ф^ = С^Л/х...? или, согласно F0.1),
</,V-* = Сфх^ F0.4)
где С — постоянная. Взяв комплексно сопряженное от обеих час-
тей этого равенства, получим
Опустим индексы в левой части равенства, соответственно под-
няв их в правой. Это значит, что мы умножаем обе части равен-
ства на ga\g/3fi... и суммируем по индексам A, /i,...; при этом в
правой части надо воспользоваться тем, что
В результате получим
Подставив ф^'"* из F0.4), найдем
г) См. II, § 17; см. также замечание в конце §111.
280 СПИН ГЛ. VIII
Это равенство должно выполняться тождественно, т. е. должно
быть (—1)ПСС* = 1. Но поскольку \С\2 во всяком случае положи-
тельно, то ясно, что это возможно лишь при четном п (т. е. при
целочисленном значении суммы ^2sa). При нечетном п (при по-
луцелом значении ^2 sa)x) условие F0.4) не может выполняться.
Таким образом, мы приходим к результату, что электриче-
ское поле может полностью снять вырождение только у системы
с целочисленным значением суммы спинов частиц. У системы с
полуцелой суммой спинов в произвольном электрическом поле
все уровни должны быть двукратно вырождены, причем двум
различным состояниям с одинаковой энергией соответствуют
комплексно сопряженные спиноры2) (H.A.Kramers, 1930).
Сделаем еще одно замечание математического характера.
Соотношение вида F0.4) с вещественной постоянной С пред-
ставляет собой, с математической точки зрения, условие того,
чтобы компонентам спинора можно было поставить в соответ-
ствие набор каких-либо вещественных величин; такое условие
можно назвать условием «вещественности» спинора3). Невоз-
можность выполнения соотношения F0.4) при нечетном п озна-
чает, что никакому спинору нечетного ранга не может быть
сопоставлена вещественная величина. Напротив, при четном п
условие F0.4) может выполняться, причем С может быть веще-
ственной. В частности, симметричному спинору второго ранга
может быть приведен в соответствие вещественный вектор, если
выполняется условие F0.4) с С = 1:
(в чем легко убедиться с помощью формул E7.8), E7.9)). Вооб-
ще, условие F0.4) с С = 1 является условием «вещественности»
симметричного спинора любого четного ранга.

Ви переглядаєте статтю (реферат): «Обращение времени и теорема Крамерса» з дисципліни «Теоретична фізика у 10 томах»

Заказать диплом курсовую реферат
Реферати та публікації на інші теми: Еволюція стандартів стільникового зв'язку
Інвестиційний клімат держави
Інтелектуальні інвестиції
Діалектна лексика
Інвестиційний процес у державі з ринковою економікою


Категорія: Теоретична фізика у 10 томах | Додав: koljan (26.11.2013)
Переглядів: 478 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]

Онлайн замовлення

Заказать диплом курсовую реферат

Інші проекти




Діяльність здійснюється на основі свідоцтва про держреєстрацію ФОП