量子のツブヤキ

[Xj,Vj]=?

 交換関係 [Xj,Pj]=ⅰ

 Pj=mUj=m・γ・Vj=P0・V/c

 P0=m・γ・c

 β=Vj/c

 

 ⅰ・Vj/c=[Vj,P0] :ハイゼンベルク方程式

から、

 [Xj,P0・Vj]/c

=([Xj,P0]Vj+P0[Xj,Vj])/c

=(ⅰ・Vj^2/c+P0[Xj,Vj])/c

=ⅰ

 

 [Xj,Vj]=ⅰ・(c-Vj^2/c)/(mγc)

        =ⅰ・((1-(Vj/c)^2^(3/2))/m

 

Xj:「Vj/c<<1のとき、ⅰ/mになるから、Pj=m・Vjの場合と同じね。」

Vj:「でも、Vj=c、またはm→∞で、ゼロで交換関係が消失するってこと?」

ⅰ:「Vj→0では不成立だよ。」

0:「他に、何かご意見は?」

 

ⅰ・dφ/dτ=(m・c^2)φ


Let’s 計算

 ⅰ・dφ/dτ

=ⅰ・(dX0/dτ)・(∂φ/∂X0)+ⅰ・(dXj/dτ)・(∂φ/∂Xj)

=(U00-UjPj)φ

=((P0^2-Pj^2)/m)φ

=(m・c^2)φ

 

 φ∝exp(-i(m・c^2)・τ)

 

・S系

ⅰ・dφ/dX0=ⅰ・(∂φ/∂X0)+[φ(Xj),P0

 

=((m・c)^2/P0)φ

 

cf)

 [φ(Xj),P0]=[φ(Xj),√(Pj^2+(m・c)^2)]

=i・(Pj/P0)・(∂φ/∂Xj)

 [Xj,√(Pj^2+(m・c)^2)]

  =i・(Pj/P0

 

 ⅰ・dφ/dt=((m・c^2^2)/H)φ

 ⅰ・dφ/dτ=(dX0/dτ)・((m・c)^2/P0)φ

 

・S

 ⅰ・dφ/dX’0=ⅰ・(∂φ/∂X’0)+[φ(Xj),P’0

 

 ⅰ・(∂φ/∂X’0

 =(coshθ・P0sinhθ・Pj)φ

 

[φ(Xj),P’0

 =(sinhθ・Pj-coshθ・((Pj)^2/P0)))φ

 

ⅰ・(∂φ/∂X’0)=(m・c)φ

dX’0/dτ=c

m:「アインシュタインの有名な関係式の量子バージョンだ。」

φ:「質量mがあるとφが時間的に変化するってことよね。」

τ:「φとP0の交換関係を計算するときにはX0を一定にしないといけない。」

c:「S系でdφ/dX0 =0の場合、ⅰ・∂φ/∂X0=((Pj)^2/P0)φになる。」

Xj:「ⅰ・∂/∂X0はP0のことだから、(0)^2(Pj)^2で、P0=±Pjだ。」

0:「mはどこへいったんだ!」

c:「そんなの、気にしないでよ。」

0:「P0=-√(Pj^2+(m・c)^2)のことを忘れるでない。」

ⅰ:「この際、過去のことは置いときましょう。」

軌道角運動量KとスピンS

 

[Pjσj,Xkσk]の計算

 

[P1σ1,X1σ1+X2σ2+X3σ3

=[P1,X1]σ1^2

+12[σ1,σ2+13[σ1,σ3

=-ⅰσ0+2ⅰP12σ3-2iP13σ2

 

[P2σ2,X1σ1+X2σ2+X3σ3

=[P2,X2]σ2^2

+21[σ2,σ1+23[σ2,σ3

=-ⅰσ0-2ⅰP21σ3+2iP23σ1

 

[P3σ3,X1σ1+X2σ2+X3σ3

=[P3,X3]σ3^2

+31[σ3,σ1+32[σ3,σ2

=-ⅰσ0+2ⅰP31σ2-2iP32σ1

 

∴[Pjσj,Xkσk

 =-3iσ0

+2i(P23-P32)σ1

+2i(P31-P13)σ2

+2ⅰ(P12-P21)σ3

 

23-P32=-L23=-K1

31-P13=-L31=-K2

12-P21=-L12=-K3

 

[Pjσj/2,Xkσk/2]

 =-(3/4)iσ0

-i(K1σ1/2+K2σ2/2+K3σ3/2)

=-ⅰ(σ1/2)・(K1+(1/2)σ1

 -ⅰ(σ2/2)・(K2+(1/2)σ2

 -ⅰ(σ3/2)・(K3+(1/2)σ3

 

j=σj/2より

 

[Pjj,Xkk

=-iSj・(Kj+Sj

 

cf)

 P0=Pjσj

 

ⅰ・(dK1/dx0)=[K1,P0

=[X23-X32,Pjσj

=[X2,P2]P3σ2

-[X3,P3]P2σ3

=ⅰ(P3σ2-P2σ3

 

ⅰ・(dS1/dx0)=[S1,P0

=(1/2)[σ1,Pjσj

=(1/2)・(P2[σ1,σ2]+P3[σ1,σ3])

=ⅰ(P2σ3-P3σ2

 

∴ ⅰ・(d(K1+S1)/dx0)=0

 

 

K:「君が加わるのはσのせいだ。」

S:「つまり、僕を加えないと君も半人前ってこと。」

σ:「S君が出てくる理由は、P君とX君の仲が悪いからでしょ。」

P:「Xとの交換関係は、僕だけのせいじゃないさ。」

X:「君とはいまでも絶交中だよ。」

交換関係と相対性原理

 

S系

[P1,X1]=-i

[P0,X0]=i

 

A=[P’1,X’1

B=[P’0,X’0

C=[P’1,X’0

D=[P’0,X’1

E=(C+D)・sinh(2θ)/2

 

 

[P1,X1

=[P’1coshθ+P’0sinhθ,X’1coshθ+X’0sinhθ]

=A・(coshθ)^2+B・(sinhθ)^2+E

=-i

 

[P0,X0

=[P’0coshθ+P’1sinhθ,X’0coshθ+X’1sinhθ]

=B・(coshθ)^2+A・(sinhθ)^2+E

=i

 

coshθ)^2・A+(sinhθ)^2・B=-i-E

sinhθ)^2・A+(coshθ)^2・B=i-E

 

T(θ)

=( (coshθ)^2  (sinhθ)^2

   (sinhθ)^2   (coshθ)^2 )

 

detT(θ)=(coshθ)^4-(sinhθ)^4cosh(2θ)

 

逆行列Tinv(θ)

=(1/detT(θ))

×( (coshθ)^2  -(sinhθ)^2

  -(sinhθ)^2   (coshθ)^2 )

 

(A

 B)

=Tinv(θ)

×(-i-E

   i-E)

 

∴A=-i-E/(cosh(2θ))

 B=i-E/(cosh(2θ))

 

 E/(cosh(2θ))=(1/2)・(C+D)・tanh(2θ)

 

 β=tanhθ=-dX1/dX0=-(dX1/dt)/(dX0/dt)=-V1/c

 tanh   (2θ)=2・tanhθ/(1+(tanhθ)^2)=2・β/(1+β-2

 

 相対性原理により、E=0 つまりC+D=0

                 A+B=0

 

E:「いきなり相対性原理だと!」

θ:「そういうこと、この世界の掟だから。」

E:「いったい、どうなるんだ?」

A:「君の出る幕はもうないってこと。」

’1:「ぼくはノンビリしていいの?」

D:「わたしがゼロならね。」

B:「見方によっては案外、光速で駆けずり回らないといけないかもね。」

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