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如果位置四矢是算符

用户登陆 | 刷新 本版嘉宾: sage yinhow

星空浩淼

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如果位置四矢是算符



有些问题看似简单,其实不是那么回事。

例如,如果位置四矢是算符,并且跟四维动量之间的对易子等于虚数单位乘以度规张量,那么:

1)粒子的质量本征态不是位置本征态,从而处于质量本征态的粒子不能在空间中定域;

2)粒子的四动量可以从类时的跃迁到类空的,这跟位置四矢算符作为生成元时,可以在动量空间产生平移有关。

尽管如此,人们试图想办法克服这些困难,给出各种理论模型。毕竟,这看上去很美。

(我在学校里上网无法出国,这些天在网吧上的,可能毕业前来得少了)


唯有与时间赛跑,方可维持一息尚存


发表时间:2005-09-08, 11:02:59  作者资料

季候风

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Re: 如果位置四矢是算符



能量下限不是否定了时间作为力学变量的可能性吗? 如果考虑相对论,时间不能作为力学变量说明空间坐标也不能。


书山有路勤为径
学海无涯苦作舟


发表时间:2005-09-10, 12:52:06  作者资料

kanex

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Re: 如果位置四矢是算符



类似这种想法的思想有很多人想过。但这个算符在一般的图景中很显然非常难定义。用固体物体的思想会好一些,例如这篇有那么一点spacetime做为emergent phenomenon的意思。
http://arxiv.org/pdf/hep-th/0409048


江畔何人初见月`江月何年初照人`


发表时间:2005-09-10, 13:05:50  作者资料

kanex

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Re: 如果位置四矢是算符



时间本身恐怕是无法对于宇宙整体而定义的。

转而采用Wheeler-Dewitt方程的思路很自然。


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发表时间:2005-09-10, 13:08:57  作者资料

yinhow

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Re: 如果位置四矢是算符



我记得华东师大有人做了这样的研究: 如果坐标(动量)算符自身之间不对易,那么角动量有什么变化. 结论之一好象是角动量的最小值是1/4而不是1/2


发表时间:2005-09-10, 19:46:26  作者资料

kanex

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Re: 如果位置四矢是算符



另外如果星空兄指的是非对易几何的话,网上资料很多。


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发表时间:2005-09-11, 01:44:48  作者资料

星空浩淼

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Re: 如果位置四矢是算符



这里不涉及非对易几何,这里是很实在,很现实的问题。比如在凝聚态物理那种,需要考虑材料极化问题,而极化问题,离不开位置算符。在近场光学,腔QED等那里,要考虑光子的空间定域问题,也要涉及位置算符。

时空本身的非对易几何,感觉八字还没有一撇呢,理论而已,感觉离我们老远。

时间算符问题,的确有Pauli 的定理在那里挡着,当这并不影响人们对时间算符的研究、对pauli的质疑,毕竟时空的不平等,违背相对论精神。在研究物理现象中,例如分析粒子衰变的时空位置,很难说那里时间跟空间地位不平等。在Feynman图中,时空也是平等的。


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发表时间:2005-09-11, 07:33:33  作者资料

星空浩淼

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Re: 如果位置四矢是算符



补充一下:

对于我这里谈到的位置四矢算符理论,有人认为,位置本征态描述“事件”的态(相对论中常拿“事件”来说事儿),而质量本征态描述粒子态。因此,前者不对应传统量子力学方程所描述的态。这样,推广了 Poincare 代数之后,Hilbert 空间也要推广,以包括前者。

位置本征态可以对应多个质量本征态的叠加(也许中微子震荡理论,可以作为一个理论原型)。或者对应的粒子不能在质壳上。或者对应质量可变理论(粒子衰变可能是它的一个理论原型)。

这里没有涉及量子引力或者时空量子化理论。


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发表时间:2005-09-11, 07:44:22  作者资料

萍踪浪迹

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Re: 如果位置四矢是算符



如果考虑相对论,时间不能作为力学变量说明空间坐标也不能。
========================================
这是先入为主的看法
量子力学的规则不一定非得和相对论一致
相对论让时空平等
而量子力学事实上只是让位置成为算符而时间还是无法成为算符


漫漫长夜不知晓 日落云寒苦终宵
痴心未悟拈花笑 梦魂飞度同心桥|
-------------------------------------------------
红叶晚萧萧,长亭酒一瓢
残云归太华,疏雨过中条
树色随山迥,河声入海遥
帝乡明日到,犹自梦渔樵


发表时间:2005-09-11, 10:49:14  作者资料

kanex

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Re: 如果位置四矢是算符



仔细看了一下。

“位置四矢是算符,并且跟四维动量之间的对易子等于虚数单位乘以度规张量”
这和正则对易关系不是一回事?多了个t,但t方向存在演化,这不就是说明t方向也和E有这种关系。到头就是得到量子场论。

所以说t是方便的参数化选择,如果选取是合理的,不改变任何事情。举个例子,我们描述一条曲线,可以用“协变”的f(x)=0;也可以用参数化的方法f(tau), tau = 0~1;但到头还不是一回事。只有一点要注意,那就是我们选取的参数是否完备合理是最重要的--否则对于一个tau可能有多个f(tau)的值,或有些tau不对应值,或有些f()不对应于tau。而t在这方面的性质很好。t的真正问题在于其定义非常不明确。其定义非常不明确。当然xyz也非常不明确。

“凝聚态”已经是两码事了。就像化学、生物的存在一样合理。

“质量可变”没有实验证据。“不在质壳”倒是向来允许。

“中微子震荡”现在用weak eigenstate和mass eigenstate混合,似乎和这个没关系。

“粒子衰变”已经有很好的标准模型。

“时空不平等”不见得违背相对性原理。众所周知einstein field equation的gauge freedom极大,此中的不平等已不受GR管辖。何况观测到的度规就是不平等的。

“事件”和“测量”这样人为加入的模糊概念,以后会更广泛地被人们认识到其问题。举个例子,以我们现在的计算能力,从理论物理不大可能算得出太阳的质量。此既不代表我们不能提出一些近似的模型,也不代表太阳选取它目前的质量有任何玄妙之处。


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发表时间:2005-09-12, 10:24:27  作者资料

星空浩淼

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Re: 如果位置四矢是算符



“质量可变”不是指质量可以随意变化(否则违背能量守恒),而是指质量不确定的状态。


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发表时间:2005-09-16, 23:24:13  作者资料

星空浩淼

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Re: 如果位置四矢是算符



““中微子震荡”现在用weak eigenstate和mass eigenstate混合”

你没有看懂我说的mass eigenstate叠加的意思。而且上面这个说法很成问题


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发表时间:2005-09-16, 23:27:46  作者资料

kanex

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Re: 如果位置四矢是算符



I guess English is better for arguing on Internet?

Please correct me if I am wrong, but I think I know what you mean -- you are talking of a mass operator and a position operator, and thinking they are not commutative and therefore we will get a spectrum when they are acting on each other’s eigenstates.

“位置四矢是算符,并且跟四维动量之间的对易子等于虚数单位乘以度规张量”
Do you mean [q, p] = i * (guv), which seems to be simply a GR version of canonical commutation relationship? Let us forget the problem of applying GR to QM directly, and let us forget that there is only one way of getting a consistent theory out of SR+QM which is QFT, but there is only one thing essentially different from CCR, which is [q0, p0] = xxx. I believe you come up with all of you ideas on this? I wonder how do you conclude [q1/2/3, m] != 0 from this. Thank you.

[q0, p0] is something which has always caused a lot of confusion among people learning QM. This webpage examines the ideas behind it clearly:
http://math.ucr.edu/home/baez/uncertainty.html

Why does the change of mass violate the conservation of energy? We have on-shell and off-shell particles in QFT. From the traditional QM point of view it is the observation of the particle which needs the particle to be projected into the on-shell state, which may be called “eigenstate” of mass. The mass can always be said to be undefined when there is no observation.


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发表时间:2005-09-17, 09:56:25  作者资料

星空浩淼

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Re: 如果位置四矢是算符



这里不必牵扯广义相对论什么的。由于质量的平方等于四动量的平方(或者说质量定义成四动量平方的开方),而四动量跟四坐标遵从[q, p] = i * (guv), 所以质量跟坐标不对易。

关于[q0, p0],其争论非常多,至今也没有最后结论。我本人对它有自己的看法。这里就不细讲了。可能这方面我看过的文献比你多得多。我想说的是,至今没有那篇文章可以作为最终的是非判据。

我提到可变质量的进一步说明,是怕有些人望文生义,曲解了我的意思,所以进一步作了说明。看来你是没有误解的,不过这不仅仅限于on-shell and off-shell 的情形。


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发表时间:2005-09-17, 22:30:55  作者资料

kanex

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Re: 如果位置四矢是算符



"质量定义成四动量平方的开方"

that's m, not m0.

the rest mass m0 is what we define as the mass of a particle.


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发表时间:2005-09-18, 02:44:59  作者资料

kanex

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Re: 如果位置四矢是算符



And the rest mass m0 is what we use in the Lagrangian.


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发表时间:2005-09-18, 03:38:55  作者资料

星空浩淼

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Re: 如果位置四矢是算符



"质量定义成四动量平方的开方"

that's m, not m0.

the rest mass m0 is what we define as the mass of a particle.


我晕,能量的平方减动量的平方,难道不等于静质量的平方吗?


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发表时间:2005-09-18, 08:31:03  作者资料

kanex

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Re: 如果位置四矢是算符



I am very sorry for the foolish mistake.

A further reply will be made.


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发表时间:2005-09-18, 10:48:07  作者资料