論文の概要: Free Fall of a Quantum Many-Body System

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.03744v2
• Date: Sun, 31 Jul 2022 10:24:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-07 20:24:57.372788
• Title: Free Fall of a Quantum Many-Body System
• Title（参考訳）: 量子多体系の自由落下
• Authors: Andrea Colcelli, Giuseppe Mussardo, German Sierra, Andrea Trombettoni
• Abstract要約: 単一粒子と一般多体システムの両方において、この問題をうまく単純化できることが示される。 外部重力ポテンシャルを受ける多体系では、同じ手順が使用できることが示される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The quantum version of the free fall problem is a topic often skipped in undergraduate quantum mechanics courses because its discussion usually requires wavepackets built on the Airy functions -- a difficult computation. Here, on the contrary, we show that the problem can be nicely simplified both for a single particle and for general many-body systems by making use of a gauge transformation that corresponds to a change of reference frame from the laboratory frame to the one comoving with the falling system. Using this approach, the quantum mechanics problem of a particle in an external gravitational potential reduces to a much simpler one where there is no longer any gravitational potential in the Schr\"{o}dinger equation. It is instructive to see that the same procedure can be used for many-body systems subjected to an external gravitational potential and a two-body interparticle potential that is a function of the distance between the particles. This topic provides a helpful and pedagogical example of a quantum many-body system whose dynamics can be analytically described in simple terms.
• Abstract（参考訳）: 自由落下問題(英語版)の量子版は、量子力学の授業でしばしば省略される話題である。 そこで本研究では, 単一粒子系と一般多体系の両方において, 実験フレームから落下系と共動する物体への参照フレームの変化に対応するゲージ変換を用いることにより, 問題を良好に単純化できることを示す。 このアプローチを用いることで、外部重力ポテンシャルにおける粒子の量子力学問題は、Schr\"{o}dinger方程式にもはや重力ポテンシャルが存在しないようなより単純なものへと還元される。 外部重力ポテンシャルと粒子間の距離の関数である2体粒子間ポテンシャルに従属する多体系では、同じ方法が使用できることが示されている。 このトピックは、簡単な言葉で解析的に記述できる量子多体系の有用な、教育的な例を提供する。

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