Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 47)

Lí thuyết biến đổi

Mặc dù chúng cùng đi tới những hệ quả vật lí giống nhau, song cơ học ma trận và phương trình sóng Schrödinger tiêu biểu cho những phiên bản rất khác nhau của cơ học lượng tử. Vì thế khi Paul Dirac phát triển lí thuyết biến đổi của ông, không những chỉ rõ cơ học ma trận và phương trình Schrödinger tương đương với nhau như thế nào, mà còn thống nhất chúng dưới một ô dù toán học chung, đó là một thành tựu to lớn.

Cả cơ học ma trận và phương trình Schrödinger đều là các mô tả về cách diễn tiến của các trạng thái lượng tử. Dirac thống nhất hai mô hình bằng cách mô tả chúng là “các biến đổi” trong không gian Hilbert. Khi một trạng thái lượng tử biến đổi theo thời gian, vector mô tả hàm sóng của nó chuyển động hiệu dụng giữa những vị trí khác nhau trong không gian Hilbert – Dirac mô tả chuyển động đó là sự biến đổi. Cơ học ma trận và phương trình Schrödinger chỉ là hai cách khác nhau mô tả một biến đổi như thế.

Paul Dirac

Các toán tử lượng tử

Trong vật lí học Newton cổ điển, các tính chất như năng lượng, vận tốc, động lượng và vị trí được cho bởi các số thực, xác định: một ô tô chuyển động ở vận tốc 40 kilo-mét trên giờ (25 dặm/h) với động năng 35.000 joule có thể được xác định ở những tọa độ nhất định dọc theo mỗi bước hành trình của nó.

Nhưng như chúng ta đã thấy qua bản chất giống sóng của các hạt và nguyên lí bất định Heisenberg, ta không thể gán những giá trị chính xác cho những tính chất như thế ở cấp độ nguyên tử và các hạt. Thay vậy, trong cơ học lượng tử, các tính chất này được định nghĩa là “các toán tử” tạo nên cơ sở ngôn ngữ toán học của cơ học lượng tử. Các toán tử mô tả các hàm biến đổi một tập hợp trạng thái nguyên tử này thành một tập hợp khác. Ví dụ, toán tử Hamiltonian là toán tử mô tả mọi kết cục khả dĩ khi năng lượng toàn phần của một hệ lượng tử được đo. Tương tự, toán tử vị trí mô tả tổng các kết cục khả dĩ khi chúng ta cố gắng đo vị trí của một hạt.

Các toán tử lượng tử

Vật lí Lượng tử Tốc hành | Gemma Lavender
Bản dịch của TVVL
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 92)
05/07/2020
Hiệu ứng Doppler 1842 Christian Andreas Doppler (1803–1853), Christophorus Henricus Diedericus Buys Ballot (1817–1890) “Khi viên sĩ quan cảnh
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 91)
05/07/2020
Quang học sợi 1841 Jean-Daniel Colladon (1802–1893), Charles Kuen Kao (sinh 1933), George Alfred Hockham (sinh 1938)   Khoa học về sợi
Thời gian có thật sự trôi không?
28/06/2020
Các định luật vật lí hàm ý rằng sự trôi qua của thời gian là một ảo giác. Để né tránh kết luận này, chúng ta phải suy
Chuyện kể của một hạt muon
19/06/2020
Khám phá muon từng khiến các nhà vật lí bối rối. Ngày nay, các thí nghiệm quốc tế sử dụng hạt vốn từng khó hiểu này để
Vì sao lực hấp dẫn khác với những lực còn lại?
17/06/2020
Chúng tôi hỏi bốn nhà vật lí tại sao lực hấp dẫn lạc lõng trong số các lực của tự nhiên. Và chúng tôi nhận được bốn
Cấp độ trong vật lí học
13/06/2020
Không giống triết học, logic học, hay toán học thuần túy, vật lí là một khoa học vừa mang tính kinh nghiệm vừa mang tính định
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần cuối)
13/06/2020
TRIẾT HỌC VÀ KHOA HỌC THẦN KINH Cuộc tranh luận giữa Nguyên lý Copernican và Nguyên lý Nhân loại cũng tạo ra tiếng vang trong khoa
Các nghịch lí Zeno
09/06/2020
ACHILLES VÀ CON RÙA “Mọi chuyển động đều là ảo giác.” Xếp thứ nhất trong chín nghịch lí của chúng ta có từ hai thiên

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com