Оператор Шрёдингера

Оператор Шрёдингера — дифференциальный оператор вида:

.

Представляет собой оператор эллиптической сингулярной краевой задачи. Математическая теория операторов Шрёдингера используется в квантовой механике[1], дифференциальной геометрии (доказательство теоремы Гаусса — Бонне[2]), топологиитеории Морса при доказательстве неравенства Морса[3]). Допускает многочисленные обобщения[4]. При некоторых условиях на потенциалы и является самосопряжённым оператором со всюду плотной областью определения в пространстве квадратично интегрируемых функций [5][6]. Это свойство равносильно однозначной разрешимости нестационарного уравнения Шрёдингера[6]. Оно очень важно для оснований квантовой механики, поскольку лишь самосопряжённые операторы описывают квантовомеханические наблюдаемые. В квантовой механике оператор Шрёдингера представляет собой оператор энергии системы заряженных частиц в координатном представлении. При приближённом описании поведения частицы во внешнем поле или системы двух взаимодействующих частиц оператор Шредингера определён в пространстве квадратично интегрируемых функций и имеет вид: , где  — вектор трёхмерного пространства[1].

Одномерный оператор Шрёдингера

Одномерный оператор Шрёдингера имеет вид:

,

где  — вектор одномерного пространства. В случае бесконечно растущего потенциала при его спектр является дискретным, однократным. В случае гармонического осциллятора — . Собственные значения и собственные функции , где ,  — полиномы Эрмита.

Достаточный признак самосопряжённости оператора Шрёдингера

Для оператора Шрёдингера для системы частиц, определённого на гладких финитных функциях:

,

достаточными условиями существенной самосопряжённости являются условия:

,
,

и при условия:

,
.

Область определения замыкания оператора Шрёдингера в этом случае совпадает с областью определения замыкания оператора [5].

Примечания

  1. Крейн, 1972, с. 430.
  2. Цикон, 1990, с. 291.
  3. Цикон, 1990, с. 265.
  4. Крейн, 1972, с. 435.
  5. Крейн, 1972, с. 441.
  6. Цикон, 1990, с. 9.

Литература

  • Крейн С. Г. Функциональный анализ. М.: Наука, 1972. — 544 с.
  • Цикон Х., Фрёзе Р., Кирш В., Саймон Б. Операторы Шрёдингера с приложениями к квантовой механике и глобальной геометрии. М.: Мир, 1990. — 408 с. — ISBN 5-03-001422-5.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.