Differences
This shows you the differences between two versions of the page.
Both sides previous revision Previous revision Next revision | Previous revision | ||
물리:결맞는_상태_coherent_state [2024/12/19 14:59] – minwoo | 물리:결맞는_상태_coherent_state [2024/12/25 08:50] (current) – minwoo | ||
---|---|---|---|
Line 184: | Line 184: | ||
$$ | $$ | ||
- | \langle N \rangle = \langle \alpha | a^\dagger a | \alpha \rangle = |\alpha|^2 \langle \alpha | + | \langle N \rangle = \langle \alpha | a^\dagger a | \alpha \rangle = |\alpha|^2 \langle \alpha | \alpha \rangle = |\alpha|^2. |
$$ | $$ | ||
Line 247: | Line 247: | ||
\\ | \\ | ||
- | & \sigma_x \sigma_p =\hbar^2 \left(n+\frac{1}{2}\right)^2 \ge \left( \frac{\hbar}{2} \right)^2 \quad \left(\because \ \sigma_A = \langle A^2 \rangle - \langle A \rangle ^2 \right) | + | & \sigma_x^2 \sigma_p^2 =\hbar^2 \left(n+\frac{1}{2}\right)^2 \ge \left( \frac{\hbar}{2} \right)^2 \quad \left(\because \ \sigma_A^2 = \langle A^2 \rangle - \langle A \rangle ^2 \right) |
\end{align} | \end{align} | ||
Line 266: | Line 266: | ||
{{: | {{: | ||
- | 위의 폭은 $ \sigma_x \sigma_p =\hbar^2 \left(n+\frac{1}{2}\right)^2 \ge \left( \frac{\hbar}{2} \right)^2 $의 불확정성에 의한 것이다. | + | 위의 폭은 $ \sigma_x^2 \sigma_p^2 =\hbar^2 \left(n+\frac{1}{2}\right)^2 \ge \left( \frac{\hbar}{2} \right)^2 $의 불확정성에 의한 것이다. |
==== ' | ==== ' | ||
Line 277: | Line 277: | ||
\hat{p}=-i\sqrt{\frac{\hbar m\omega}{2}}(a-a^{\dagger}) ,\\ | \hat{p}=-i\sqrt{\frac{\hbar m\omega}{2}}(a-a^{\dagger}) ,\\ | ||
- | \langle\alpha| x |\alpha\rangle=\sqrt{\frac{\hbar}{2m \omega}}\left(\ | + | \langle\alpha| x |\alpha\rangle=\sqrt{\frac{\hbar}{2m \omega}}\left(\ \langle\alpha| |
= \sqrt{\frac{\hbar}{2m \omega}}(\alpha^* +\alpha) \\ | = \sqrt{\frac{\hbar}{2m \omega}}(\alpha^* +\alpha) \\ | ||
\\ | \\ | ||
\langle\alpha| \hat{p} |\alpha\rangle=-i\sqrt{\frac{\hbar m\omega}{2}} | \langle\alpha| \hat{p} |\alpha\rangle=-i\sqrt{\frac{\hbar m\omega}{2}} | ||
- | \left(\ | + | \left(\ \langle\alpha| |
=-i\sqrt{\frac{\hbar m\omega}{2}}(-\alpha^*+\alpha)$$ | =-i\sqrt{\frac{\hbar m\omega}{2}}(-\alpha^*+\alpha)$$ | ||
Line 305: | Line 305: | ||
\\ | \\ | ||
- | & \sigma_x \sigma_p =(\frac{\hbar}{2m\omega})(\frac{\hbar m\omega}{2})=\left(\frac{\hbar}{2}\right)^2 | + | & \sigma_x^2 \sigma_p^2 =(\frac{\hbar}{2m\omega})(\frac{\hbar m\omega}{2})=\left(\frac{\hbar}{2}\right)^2 |
\end{align} | \end{align} | ||
Line 335: | Line 335: | ||
$$|\alpha\rangle = \sum_{n=0}^\infty c_n(\alpha) |n\rangle = \sum_{n=0}^\infty\frac{\alpha^{n}}{\sqrt{n!}}e^{-|\alpha|^2/ | $$|\alpha\rangle = \sum_{n=0}^\infty c_n(\alpha) |n\rangle = \sum_{n=0}^\infty\frac{\alpha^{n}}{\sqrt{n!}}e^{-|\alpha|^2/ | ||
- | = \sum_{n=0}^\infty\frac{\alpha^{n}}{\sqrt{n!}}e^{-\alpha^* \alpha/ | + | = \sum_{n=0}^\infty \frac{\alpha^{n}}{\sqrt{n!}}e^{-\alpha^* \alpha/ |
' | ' | ||
Line 343: | Line 343: | ||
= & | = & | ||
= & | = & | ||
- | = & | + | = &e^{-i\omega t/2 }\sum_{n=0}^\infty |
- | = &|\alpha e^{-i\omega t }\rangle | + | = &e^{-i\omega t/2 }|\alpha e^{-i\omega t }\rangle |
\end{align} | \end{align} | ||
$$ \\ $$ | $$ \\ $$ | ||
- | 즉, $e^{-iHt/ | + | 즉, $e^{-iHt/ |
$$ \\ $$ | $$ \\ $$ | ||
Line 363: | Line 363: | ||
$$ \\ $$ | $$ \\ $$ | ||
- | 더 일반적으로 기술하기 위해서, 실수 $\theta$에 대하여 $\hat{U}(\theta)=e^{-\theta N}$을 결맞는 상태인 $|\alpha\rangle$에 걸어보자. 이때 $N=a^\dagger a$는 앞서 살펴본 ' | + | 더 일반적으로 기술하기 위해서, 실수 $\theta$에 대하여 $\hat{U}(\theta)=e^{-i\theta N}$을 결맞는 상태인 $|\alpha\rangle$에 걸어보자. 이때 $N=a^\dagger a$는 앞서 살펴본 ' |
$|\alpha \rangle$은 $|n \rangle$의 선형결합으로 표현 되므로, 우선 $\hat{U}(\theta)|n \rangle$를 풀어보면 다음과 같다. | $|\alpha \rangle$은 $|n \rangle$의 선형결합으로 표현 되므로, 우선 $\hat{U}(\theta)|n \rangle$를 풀어보면 다음과 같다. | ||
- | $$ | + | \begin{align} |
- | \hat{U}(\theta) | n \rangle = e^{-\theta N}| n \rangle \\ | + | \hat{U}(\theta) | n \rangle |
- | = \left(1+ (-i\theta N) + \frac{(-i\theta N)^2}{2!} + ... \right)| n \rangle \\ | + | &= \left(1+ (-i\theta N) + \frac{(-i\theta N)^2}{2!} + ... \right)| n \rangle \\ |
- | = \left(1+ (-i\theta n) + \frac{(-i\theta)^2 n^2}{2!} + ... \right)| n \rangle\\ | + | &= \left(1+ (-i\theta n) + \frac{(-i\theta)^2 n^2}{2!} + ... \right)| n \rangle\\ |
- | = e^{-i\theta n }| n \rangle. | + | &= e^{-i\theta n }| n \rangle. |
- | $$ | + | \end{align} |
따라서, 결맞는 상태 $|\alpha \rangle =\sum_{n=0}^\infty\frac{\alpha^{n}}{\sqrt{n!}}e^{-\frac{|\alpha|^2}{2}}|n\rangle $에 $\hat{U}(\theta)$를 걸어주면: | 따라서, 결맞는 상태 $|\alpha \rangle =\sum_{n=0}^\infty\frac{\alpha^{n}}{\sqrt{n!}}e^{-\frac{|\alpha|^2}{2}}|n\rangle $에 $\hat{U}(\theta)$를 걸어주면: |