現在2022年7月6日19時34分である。(この投稿は、ほぼ4859文字)
麻友「えっ、一体何?」
私「この題名の言葉、知ってる?」
若菜「大体、意味は、分かりますが」
私「もちろん、麻友さんと私では、比較はできないが、大学入学初期、私は、嬉しくて嬉しくて、一般相対論や、素粒子論の本など、読めもしないのに、どんどん挑戦して行った。結局、今でも読めない本もあるのだが、そうやって、数学や物理学を、浴びるように受け入れていった、あのときの経験は、今でも無駄になっていない」
結弦「それで、数学や物理学を、僕達に、浴びせてくれるわけ?」
私「私は、ほぼ毎日、数学や物理学のことを、ノートに書いている。でも、これからの時代、ノートでは、使いにくい。それでは、 で打つか? とも、思うが、 で打ったものを、はてなのブログには、持って来にくい。なぜかというと、 では、数式を $x=2$ のように、$で、挟む。これに対し、はてなでは、[tex:{x=2}]のように、書く。長い証明で、$を、始まりか終わりか、見極めながら、はてなの約束に変換するのは、大変だが、あらかじめ、はてな記法で、書いておけば、 へは、一発で変換できる」
若菜「その説明は、分かります。記号が違うから、変換先を指定できるのですね。この場合、どちらも$にすれば良い」
麻友「それで、私達に、その日書いた数式などを、見せる訳ね。太郎さんが、証明を書くのは、難しさ3.のレヴェルだったわね。難しさ1.の私達に、分かるの?」
私「まず、難しさ2.を、目指して欲しいが、初めは、分からないものは、読み飛ばして良い。今日は、ポートへの行き帰りと、ポートで30分くらい、グライナー『量子力学概論』の第4章を、少し読んだ」
麻友「どれくらいの分量?」
私「教科書で、1ページ」
麻友「それくらいなら、いいか」
私「始めるよ。
2022年7月6日の成果
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4.6 位置演算子と運動量演算子
( は、プサイと読みます。)
波動関数として の形を使うときは、位置演算子は位置ベクトルそのもの
(アール・ハット、イコール、アールと読みます)(4.51)
に他ならない。その成分は、デカルト座標で
(4.52)
となっている。一方、運動量演算子は
(4.53)
で表され、その成分は
(4.54)
となる。
両者の交換子は(例4.2を参照)
(4.55)
研究者注
( の微分です。2つ目の項は、微分され、 が、消えています。次は を残して の微分です)
(同じものが、キャンセルします。)
(計算すると、)
(となって、)
(だから、これが、任意の関数 について成り立つので、)
(が、成立する。)
本当のノートには、()の中の説明は、書いていない。以上で、例4.2を参照させられている交換子の計算を1つした。他のものも、これと同じである。偏微分だから、違う文字の組合せは、ゼロになって、当然であるが、私は、一応計算した。
( の微分です。2つ目の項は、 の偏微分なので、 は、定数とされ、前に出ます。)
( で、括ります)
(同じものが、キャンセルします。)
(これが、任意の関数 についてなり立つので、)
(が、成立する。)
注終わり
(交換子は)となっている。したがって、位置とそれに正準共役な運動量(つまり と , と , と )との間には、それぞれ不確定性関係があることになる。つまり同時に正確には測定できない(これについては、次節でさらに詳しく議論する)。一方、たとえば、 と は可換だから、この2つの観測量は同時にいくらでも正確に測定することができる。
研究者注
最後の一文に、私は、「本当に?」と、疑問を呈している。
注終わり
このとき両者の共通の固有関数が存在し、
(4.56)
である(デルタ関数 の定義については、次章を参照)。
ここでは不確定性関係について、もっと一般的に調べてみる.2つの物理量を考えよう.それらに対応するエルミート演算子を と とする(たとえば、位置演算子 と運動量演算子 を考える)。この2つの演算子の交換子を
(4.57)
の形に書くことにする。
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私「途中だが、もう22時52分だ。寝なきゃ」
麻友「後どれくらいやってあったの?」
私「後、テキストで、6行」
若菜「お父さんが、少しでも分かるよう、支えてくれたのは、分かります」
結弦「この本は、何回生くらいを、ターゲットにしているの?」
私「主に3回生だ」
麻友「じゃ、分からなくて、当然ね」
私「今日は、ここまで。おやすみ」
若菜・結弦「おやすみなさーい」
麻友「おやすみ」
現在2022年7月6日23時03分である。おしまい。