論文の概要: Fractional integrodifferential equations and (anti-)hermiticity of time
in a spacetime-symmetric extension of nonrelativistic Quantum Mechanics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.13217v2
- Date: Tue, 27 Dec 2022 13:13:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 03:28:03.454693
- Title: Fractional integrodifferential equations and (anti-)hermiticity of time
in a spacetime-symmetric extension of nonrelativistic Quantum Mechanics
- Title(参考訳): 非相対論的量子力学の時空対称拡大における分数積分微分方程式と時間(反)ヘルミティクス
- Authors: Arlans JS de Lara and Marcus W Beims
- Abstract要約: 量子力学において、時間は古典的なパラメータとして現れ、これは正準共役と不確実性を持たないことを意味する。
まず、強いポテンシャル限界と弱いポテンシャル限界を持つ粒子に対する1/2$-fractional integrodifferential equationを解き、矩形障壁を通したトンネル時間の解析式を得る。
また,トンネリング問題における到達時間の予測値は,古典的な到達時間と量子的寄与のエネルギー平均の形式であることを示す。
- 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: Time continues to be an intriguing physical property in the modern era. On
the one hand, we have the Classical and Relativistic notion of time, where
space and time have the same hierarchy, which is essential in describing events
in spacetime. On the other hand, in Quantum Mechanics, time appears as a
classical parameter, meaning that it does not have an uncertainty relation with
its canonical conjugate. In this work, we use a recent proposed
spacetime-symmetric
formalism~\href{https://doi.org/10.1103/PhysRevA.95.032133}{[Phys.~Rev.~A {\bf
95}, 032133 (2017)]} that tries to solve the unbalance in nonrelativistic
Quantum Mechanics by extending the usual Hilbert space. The time parameter $t$
and the position operator $\hat{X}$ in one subspace, and the position parameter
$x$ and time operator $\mathbb{T}$ in the other subspace. Time as an operator
is better suitable for describing tunnelling processes. We then solve the novel
$1/2$-fractional integrodifferential equation for a particle subjected to
strong and weak potential limits and obtain an analytical expression for the
tunnelling time through a rectangular barrier. We compare to previous works,
obtaining pure imaginary times for energies below the barrier and a
fast-decaying imaginary part for energies above the barrier, indicating the
anti-hermiticity of the time operator for tunnelling times. We also show that
the expected time of arrival in the tunnelling problem has the form of an
energy average of the classical times of arrival plus a quantum contribution.
- Abstract(参考訳): 時代は現代において興味深い物理的財産であり続けている。
一方、我々は古典的かつ相対論的時間の概念を持ち、時空と時空は同じ階層を持ち、時空における事象を記述するのに必須である。
一方、量子力学では、時間は古典的パラメータとして現れ、正準共役との不確実性関係を持たない。
本研究では,最近提案された時空対称形式 --\href{https://doi.org/10.1103/physreva.95.032133}{[phys.]を用いる。
〜rev。
~A {\bf 95}, 032133 (2017)] は、通常のヒルベルト空間を拡張して非相対論的量子力学の不均衡を解こうとする。
時間パラメータ $t$ と位置演算子 $\hat{X}$ を1つの部分空間に、位置パラメータ $x$ と時間演算子 $\mathbb{T}$ をもう1つの部分空間に持つ。
オペレータとしての時間はトンネルのプロセスを記述するのに適しています。
次に, 強いポテンシャル限界と弱いポテンシャル限界を受ける粒子に対する1/2$-fractional integrodifferential equation を解き, 矩形障壁を通したトンネル時間の解析式を得る。
先行研究と比較し,バリア下のエネルギの純虚時とバリア上のエネルギの速さの虚部を得るとともに,トンネル時間に対するタイムオペレータの反エルミティ性を示す。
また,トンネリング問題における到達時間の予測値は,古典的な到達時間と量子的寄与のエネルギー平均の形で表されることを示す。
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