高等量子力學(xué)

目 錄
第1章 量子力學(xué)基本概念和一般理論 1
1．1 態(tài)矢量和力學(xué)量算符的表示 1
1．1．1 量子態(tài)矢量 1
1．1．2 量子算符 2
1．2 幺正變換的一般理論 3
1．2．1 態(tài)矢量和力學(xué)量算符表示的
變換 3
1．2．2 幺正變換的基本性質(zhì) 5
1．3 狀態(tài)隨時(shí)間改變的描述――
三種繪景 6
1．3．1 薛定諤繪景 6
1．3．2 海森伯繪景 8
1．3．3 相互作用繪景 10
1．3．4 在三種繪景下求解的例子――
受微擾的諧振子 13
1．4 矢量空間的直和與直積 19
1．4．1 直和空間 19
1．4．2 直積空間 21
1．5 密度矩陣 23
1．5．1 純態(tài)的密度算符(矩陣) 24
1．5．2 混合態(tài)的密度矩陣 26
1．5．3 舉例說(shuō)明密度算符 28
1．5．4 復(fù)合體系和約化密度矩陣 30
1．6 復(fù)合體系的關(guān)聯(lián)特性 32
1．6．1 關(guān)聯(lián)的一般定義 33
1．6．2 糾纏度量 35
1．6．3 量子力學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)矛盾的
進(jìn)一步討論 38
1．7 維格納函數(shù) 44
1．8 路徑積分 48
第2章 量子力學(xué)測(cè)量問(wèn)題 52
2．1 量子測(cè)量基本概念 52
2．1．1 量子一般測(cè)量 52
2．1．2 投影測(cè)量 53
2．1．3 局域測(cè)量――POVM 55
2．1．4 理想量子測(cè)量 56
2．1．5 操作和響應(yīng) 57
2．2 間接量子測(cè)量 59
2．3 量子非破壞性測(cè)量 63
2．3．1 標(biāo)準(zhǔn)量子極限 64
2．3．2 QND測(cè)量 64
2．4 非選擇性連續(xù)測(cè)量 66
2．4．1 量子Zeno效應(yīng) 66
2．4．2 非理想測(cè)量下的Zeno效應(yīng) 67
2．5 量子測(cè)量中的糾纏和熵 70
2．5．1 量子測(cè)量與糾纏 70
2．5．2 量子測(cè)量與量子熵 71
第3章 二次量子化方法 73
3．1 全同粒子量子態(tài) 73
3．2 粒子數(shù)表象 74
3．2．1 諧振子狀態(tài)的粒子數(shù)表象
描述 74
3．2．2 非耦合諧振子集合 76
3．2．3 相干態(tài) 77
3．2．4 壓縮算符和壓縮態(tài) 81
3．3 場(chǎng)的量子化方法 82
3．3．1 薛定諤波場(chǎng)的量子化 82
3．3．2 動(dòng)力學(xué)方程 86
3．4 全同粒子系統(tǒng)的二次量子化理論 87
3．4．1 不存在相互作用的全同玻色子
系統(tǒng) 87
3．4．2 相互作用能的二次量子化
形式 88
3．4．3 全同玻色子系統(tǒng)的哈密頓
算符 89
3．4．4 交換對(duì)稱(chēng)性與對(duì)易關(guān)系 91
3．4．5 全同費(fèi)米子系統(tǒng)的哈密頓
算符 92
第4章 輻射場(chǎng)的量子化及其與物質(zhì)的相互
作用 93
4．1 輻射場(chǎng)的量子化 93
4．1．1 經(jīng)典輻射場(chǎng) 93
4．1．2 量子化電磁場(chǎng) 94
4．2 原子和電磁場(chǎng)的相互作用 96
4．2．1 電磁場(chǎng)中帶電粒子的
哈密頓量 96
4．2．2 原子―場(chǎng)相互作用的一個(gè)簡(jiǎn)單
模型 97
4．2．3 JC模型及其求解 99
4．2．4 兩能級(jí)原子自發(fā)發(fā)射理論
(Weisskopf-Wigner理論) 102
4．2．5 阻尼的量子理論(密度算符
方法) 103
4．2．6 場(chǎng)阻尼(Field damping) 108
第5章 開(kāi)放量子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué) 109
5．1 開(kāi)放量子系統(tǒng) 109
5．2 量子馬爾科夫過(guò)程 110
5．2．1 開(kāi)放量子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)概述 110
5．2．2 馬爾科夫量子主方程 111
5．2．3 伴隨量子主方程 113
5．3 主方程的微觀推導(dǎo) 113
5．3．1 弱耦合限 114
5．3．2 奇異耦合限 117
5．4 量子光學(xué)主方程 118
5．4．1 處于量子化輻射場(chǎng)中的物質(zhì) 118
5．4．2 一個(gè)兩能級(jí)系統(tǒng)的衰減 121
5．4．3 系統(tǒng)在壓縮真空?qǐng)鲋械乃p 123
5．4．4 阻尼諧振子 126
5．5 量子布朗運(yùn)動(dòng) 128
5．5．1 Caldeira-Leggett模型 129
5．5．2 高溫主方程 129
5．5．3 精確的海森伯運(yùn)動(dòng)方程 135
5．6 量子軌道 142
5．6．1 蒙特卡羅波函數(shù)方法 142
5．6．2 蒙特卡羅方法在平均上
等價(jià)于主方程 143
5．6．3 隨機(jī)薛定諤方程(SSE)和
耗散系統(tǒng) 144
5．6．4 一個(gè)蒙特卡羅SSE模擬 145
第6章 開(kāi)放系統(tǒng)退相干 149
6．1 退相干函數(shù) 149
6．2 一個(gè)精確可解模型 152
6．2．1 總系統(tǒng)的時(shí)間演化 152
6．2．2 相干的衰減和退相干因子 154
6．2．3 相干子空間和系統(tǒng)大小的
關(guān)系 156
6．3 退相干的馬爾科夫機(jī)制 157
6．3．1 退相干率 157
6．3．2 量子布朗運(yùn)動(dòng) 158
6．3．3 內(nèi)部自由度 159
6．3．4 粒子的散射 160
6．4 阻尼諧振子 163
6．4．1 真空退相干 164
6．4．2 熱噪聲 166
6．5 電磁場(chǎng)態(tài) 169
6．5．1 原子與腔場(chǎng)模相互作用 169
6．5．2 薛定諤貓態(tài) 171
6．6 Caldeira-Leggett模型 174
6．6．1 一般退相干公式 175
6．6．2 Ohmic環(huán)境 176
6．7 退相干和量子測(cè)量 179
6．7．1 指針基的動(dòng)力學(xué)選擇 180
6．7．2 量子測(cè)量的動(dòng)力學(xué)模型 183
第7章 形式散射理論 186
7．1 躍遷矩陣(T矩陣) 186
7．2 李普曼-許溫格方程 187
7．3 戴遜方程 190
7．4 散射矩陣(S矩陣) 192
第8章 相對(duì)論量子力學(xué) 197
8．1 克萊因-高登方程 197
8．2 狄拉克方程 201
8．3 狄拉克方程的自由粒子解 204
8．4 電磁場(chǎng)中的狄拉克方程 209
8．5 狄拉克方程的協(xié)變形式 210
8．6 輳立場(chǎng)中的狄拉克方程 215
8．7 狄拉克方程的庫(kù)侖場(chǎng)解 221
附錄A 劉維方程和確定性方程 225
附錄B 協(xié)方差 227
附錄C 量子熵 229
參考文獻(xiàn) 231