日韩黑丝制服一区视频播放|日韩欧美人妻丝袜视频在线观看|九九影院一级蜜桃|亚洲中文在线导航|青草草视频在线观看|婷婷五月色伊人网站|日本一区二区在线|国产AV一二三四区毛片|正在播放久草视频|亚洲色图精品一区

分享

梁昊 | 4.3 共振態(tài)與Balslev-Combes定理

 Naz摘星星 2022-04-24

作者介紹:
北京大學(xué) 原子分子物理博士





目錄


4.1 拉伸變換
4.2 復(fù)旋轉(zhuǎn)與單粒子能譜
4.3 共振態(tài)與Balslev-Combes定理
 
注:這一系列文章將介紹經(jīng)典量子系統(tǒng),仍在持續(xù)更新中。
今日更新第三部分共振態(tài)與Balslev-Combes定理





正文



03

共振態(tài)與Balslev-Combes定理




我們轉(zhuǎn)過(guò)頭來(lái)談一點(diǎn)物理。我們知道,電磁真空中,一個(gè)原子系統(tǒng),除去基態(tài)外,其余本征態(tài)都是不穩(wěn)定的——與外電磁場(chǎng)基模的耦合會(huì)使得其自發(fā)地向下躍遷最終到達(dá)基態(tài),從而擁有一個(gè)有限的壽命 T(將原子放在微腔內(nèi)可以極大的改變這種耦合,從而表現(xiàn)出其他的行為,但這就是另一個(gè)故事了),我們常常會(huì)給本征能量加上一個(gè)虛部 -i/2T 來(lái)唯象的描述這個(gè)壽命。如果不計(jì)這個(gè)耦合,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)仍然有一些本征態(tài)是天生不穩(wěn)定的——隨著時(shí)間推移,它會(huì)自發(fā)變成一個(gè)自由電子和一個(gè)離子實(shí)!下面我們簡(jiǎn)單解釋一下這個(gè)情況是怎么發(fā)生的。

考慮氦原子,這是一個(gè)雙電子體系,暫不考慮自旋以及交換對(duì)稱性,哈密頓量寫成

當(dāng)我們?nèi)?/span>的時(shí)候自然不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,但引入非零的之后,這兩個(gè)態(tài)之間的躍遷矩陣元不為零,需要用簡(jiǎn)并微擾論來(lái)處理這兩個(gè)能級(jí)的移動(dòng)。但有趣的是,我們需要注意到這個(gè)連續(xù)態(tài)的解一定是嚴(yán)格的:當(dāng)一個(gè)電子在無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí),是否考慮兩電子間的相互作用完全不會(huì)影響;而束縛態(tài)即便是因?yàn)殡娮优懦庾饔玫挠绊懓l(fā)生了能級(jí)移動(dòng),仍然存在另一個(gè)連續(xù)態(tài)能量與其相同——共振始終存在。
束縛態(tài)與連續(xù)態(tài)之間的共振是一個(gè)很有趣的話題,依具體情形分別有Fano共振、Feshbach共振等等之名?,F(xiàn)在大家普遍認(rèn)為,【考慮到粒子總是向往著更大的自由空間】,類似于 |2S,2S>這樣的態(tài)是一個(gè)暫穩(wěn)態(tài),會(huì)自發(fā)地躍遷到 |1S,k>上去,這個(gè)過(guò)程被稱為自解離(autoionization),而這個(gè)態(tài)的本征能量可以用一個(gè)復(fù)數(shù)描述。
事實(shí)上,這個(gè)暫穩(wěn)態(tài)本質(zhì)上和光場(chǎng)導(dǎo)致的暫穩(wěn)態(tài)是一致的,都冠以V. WEISKOPF & E. P. WIGNER之名。此外,在考慮彈性散射問(wèn)題時(shí),如果入射粒子能量可以與這個(gè)暫穩(wěn)態(tài)發(fā)生共振的話,散射截面也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的峰或谷。

現(xiàn)在問(wèn)題來(lái)了,怎么從薛定諤方程中求解出這樣一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)呢?一個(gè)厄米的哈密頓算符是怎么求解出一個(gè)復(fù)本征值的呢?這就引出了我們要談?wù)摰?,一般形式的Balslev-Combes定理。
---
對(duì)于一個(gè)非相對(duì)論多體系統(tǒng),若其相互作用均為兩體相互作用,并且“充分”解析,那么復(fù)拉伸變換后哈密頓量

的能譜中包括如下成分:
a. H 的離散譜
b. H 嵌入在連續(xù)譜中的離散本征值
c. H 的閾值(即一個(gè)粒子處在零能連續(xù)態(tài)時(shí)的本征值)以及以其為原點(diǎn),轉(zhuǎn)動(dòng)的連續(xù)譜
d. H 和 連續(xù)譜之間的角度區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的共振態(tài)
e. 以此類共振態(tài)為原點(diǎn)的連續(xù)譜

從中我們可以注意到如下幾點(diǎn):
1. 離散譜不隨復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)變化,而連續(xù)譜會(huì)變,所以嵌入在連續(xù)譜中的離散譜自然被分離出來(lái)了
2. 隨著轉(zhuǎn)動(dòng)角的變化,連續(xù)譜掃過(guò)的區(qū)域中會(huì)“冒”出復(fù)的離散本征值。有能量、有壽命,可以自然地表示那些會(huì)自解離的共振態(tài)
3. 這些共振態(tài)也可以作為連續(xù)譜的端點(diǎn):試考慮一個(gè)鋰原子,一個(gè)電子被電離出去,而剩下兩個(gè)電子形成了一個(gè)共振態(tài)。

這里圍道 C 應(yīng)包含 H 的整個(gè)譜帶,如下圖所示




參考


對(duì)該問(wèn)題的細(xì)節(jié)感興趣的大佬們可以參考如下幾篇文章:
- Balslev, E., and Combes, J.M. (1971). Spectral properties of many-body Schr?dinger operators with dilatation-analytic interactions. Commun.Math. Phys. 22, 280–294.
- Simon, B. (1973). Resonances in n-Body Quantum Systems With Dilatation Analytic Potentials and the Foundations of Time-Dependent Perturbation Theory. Annals of Mathematics 97, 247–274.
- Reinhardt, W.P. (1982). Complex Coordinates in the Theory of Atomic and Molecular Structure and Dynamics. Annual Review of Physical Chemistry 33, 223–255.

值得注意的是,也有人將這個(gè)技術(shù)應(yīng)用到那些在無(wú)窮遠(yuǎn)處不趨于零的勢(shì)場(chǎng)上,例如靜電場(chǎng)中的隧穿電離問(wèn)題等。

    轉(zhuǎn)藏 分享 獻(xiàn)花(0

    0條評(píng)論

    發(fā)表

    請(qǐng)遵守用戶 評(píng)論公約

    類似文章 更多