Σύστημα δύο αλληλεπιδρώντων σπιν μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο (άσκηση)

Σχετικά έγγραφα
Δηλαδή. Η Χαμιλτονιανή του περιστροφέα μέσα στο μαγνητικό πεδίο είναι

Δύο διακρίσιμα σωμάτια με σπιν s 1

μαγνητικό πεδίο παράλληλο στον άξονα x

μαγνητικό πεδίο τυχαίας κατεύθυνσης

(ταλαντούμενο) μαγνητικό πεδίο τυχαίας κατεύθυνσης Επίλυση με αλλαγή βάσης

Παραμαγνητικός συντονισμός

Σπιν 1 2. Γενικά. Ŝ και S ˆz γράφονται. ιδιοκαταστάσεις αποτελούν ορθοκανονική βάση στον χώρο των καταστάσεων του σπιν 1 2.

Εύρεση των ιδιοτιμών της στροφορμής

Â. Θέλουμε να βρούμε τη μέση τιμή

+ z, όπου I x, I y, I z είναι οι ροπές αδράνειας

(φορτισμένος αρμονικός 2 ταλαντωτής μέσα σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο) είναι

1. Μετάπτωση Larmor (γενικά)

Λυμένες ασκήσεις στροφορμής

Είναι (1) Έστω (2) Τότε η (1) γράφεται (3) Από την (3) βλέπουμε ότι η y ( x; a ) περιγράφει μια συνοχική κατάσταση μάλιστα

1 p p a y. , όπου H 1,2. u l, όπου l r p και u τυχαίο μοναδιαίο διάνυσμα. Δείξτε ότι μπορούν να γραφούν σε διανυσματική μορφή ως εξής.

( x) Half Oscillator. Σωμάτιο βρίσκεται υπό την επίδραση του δυναμικού

Σπιν 1/2. Γενικά. 2 Υπενθυμίζουμε ότι τα έξι κουάρκ και τα έξι λεπτόνια του Καθιερωμένου Προτύπου,

Αρμονικός ταλαντωτής Ασκήσεις

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. Ασκήσεις Κεφαλαίου Ι

ΜΙΓΑΔΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΓΕΝΙΚΑ. Έστω σωμάτιο, στις τρεις διαστάσεις, που βρίσκεται υπό την επίδραση μιγαδικού δυναμικού της μορφής

Πανεπιστήμιο Αθηνών Τμήμα Φυσικής

ˆ ˆ. (τελεστής καταστροφής) (τελεστής δημιουργίας) Το δυναμικό του συστήματός μας (αρμονικός ταλαντωτής μέσα σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο) είναι

ΦΟΡΤΙΣΜΕΝΟΣ ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ ΜΕΣΑ ΣΕ ΟΜΟΓΕΝΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ: ΤΕΛΕΣΤΕΣ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΗΣ, ΒΑΣΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ, ΕΛΑΧΙΣΤΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗ

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ II (ΑΠΕΙΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ ΣΕ ΠΕΡΙΟΧΗ/ΠΕΡΙΟΧΕΣ), και τις ενεργειακές στάθμες του, 2. E E E, όπου ˆ

ii) Υπολογίστε τις μέσες τιμές της θέσης και της ορμής του ταλαντωτή όταν t 0.

Άσκηση 1. Δείξτε τις σχέσεις μετάθεσης των πινάκων Pauli

ΕΞΙΣΩΣΗ ΣΥΝΕΧΕΙΑΣ ΣΕ ΜΙΑ ΤΥΧΑΙΑ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ

Μια γενική έκφραση της κυματοσυνάρτησης στον χώρο των ορμών για μια δέσμια κατάσταση

Δομή Διάλεξης. Οι τελεστές της τροχιακής στροφορμής στην αναπαράσταση της θέσης. Τελεστές δημιουργίας και καταστροφής για ιδιοκαταστάσεις στροφορμής

Δομή Διάλεξης. Εύρεση ακτινικού μέρους εξίσωσης Schrödinger. Εφαρμογή σε σφαιρικό πηγάδι δυναμικού απείρου βάθους. Εφαρμογή σε άτομο υδρογόνου

Δείξτε ότι οι ιδιοκαταστάσεις της ενέργειας του ελεύθερου κβαντικού 2

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Κεφάλαιο 4

Η κυματοσυνάρτηση στην αναπαράσταση ορμής Ασκήσεις. Σπύρος Κωνσταντογιάννης Φυσικός, M.Sc. 8 Δεκεμβρίου 2017

Χρονοανεξάρτητη Μη-Εκφυλισμένη Θεωρία Διαταραχών

Η άλγεβρα της στροφορμής

Το θεώρημα virial1 στην κβαντική μηχανική

Ιδιοσυναρτήσεις του αρμονικού ταλαντωτή Πολυώνυμα Hermite

. Να βρεθεί η Ψ(x,t).

Συστήματα Πολλών Σωματίων

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Κεντρικά Δυναμικά Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

Δομή Διάλεξης. Ορισμός Ολικής Στροφορμής. Σχέση βάσης ολικής στροφορμής (j,m j ) με βάση επιμέρους στροφορμών (m 1,m 2 )

Sˆy. Η βάση για την οποία συζητάμε απαρτίζεται από τα ανύσματα = (1) ˆ 2 ± =± ± Άσκηση 20. (βοήθημα θεωρίας)

Σχετικιστικές συμμετρίες και σωμάτια

ΘΕΜΑΤΑ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΙΙ. Θέμα 2. α) Σε ένα μονοδιάστατο πρόβλημα να δείξετε ότι ισχύει

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Θεωρία Διαταραχών Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

Nobel Φυσικής για Κβαντική Ηλεκτροδυναμική

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 17: Εφαρμογή στην αναπαράσταση τελεστών με μήτρα και εισαγωγή στον συμβολισμό Dirac

και χρησιμοποιώντας τον τελεστή A r P αποδείξτε ότι για

Κεφάλαιο 14: Πρόσθεση Στροφορμών

(1) (3) x a. Από την (3) βλέπουµε ότι η ( ) τυχαία συνοχική κατάσταση ενός αρµονικού ταλαντωτή µε κλίµακα µήκους a. â a, θα είναι,

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Πρόσθεση Στροφορμών Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

Σφαίρα σε ράγες: Η συνάρτηση Lagrange. Ν. Παναγιωτίδης

Λύσεις Θεµάτων - Κβαντοµηχανική ΙΙ (Τµήµα Α. Λαχανά) Ειδική Εξεταστική Περίοδος - 11ης Μαρτίου 2013

S ˆz. Απ. : Αυτό που πρέπει να βρούμε είναι οι συντελεστές στο ανάπτυγμα α. 2αβ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Spin Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

Charge Conjuga,on. Μπορούμε να περιγράψουμε την κίνηση ενός φορτισμένου σωματιδίου σε. ελεύθερου σωματίδιου ως:

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Συστήματα Πολλών Σωματίων Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

ΦΥΛΛΑ ΙΑ ΣΗΜΕΙΩΣΕΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

3/12/2013 ETY-202 ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 08. ΤΟ ΣΠΙΝ. 1396; office Δ013 ΙΤΕ. Στέλιος Τζωρτζάκης ΤΟ ΣΠΙΝ

Κεφάλαιο 2. Διανύσματα και Συστήματα Συντεταγμένων

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Πτυχιακή εξέταση στη Μηχανική ΙI 20 Σεπτεμβρίου 2007

Προβλήματα Κεφαλαίου 2

Προβλήματα Κεφαλαίου 2

Εξετάσεις 1ης Ιουλίου Για την ϐασική κατάσταση του ατόµου του Υδρογόνου της οποίας η κανονικοποιηµένη στην µονάδα

ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 07. ΣΤΡΟΦΟΡΜΗ ΚΑΙ ΤΟ ΑΤΟΜΟ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

Διάλεξη 2: Κεντρικά Δυναμικά. Αναζητούμε λύσεις της χρονοανεξάρτητης εξίσωσης Schrödinger για κεντρικά δυναμικά

Πανεπιστήµιο Αθηνών. προς το χρόνο και χρησιµοποιείστε την εξίσωση Schrodinger για να βρείτε τη χρονική παράγωγο της κυµατοσυνάρτησης.

Δομή Διάλεξης. Ορισμός Ηλεκτρικού Δυναμικού και συσχέτιση με το Ηλεκτρικό Πεδίο

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 9ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Διανυσματικοί Χώροι

ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

Προβλήματα Κεφαλαίου 2

Συστήματα συντεταγμένων

Κβαντομηχανική σε. τρεις διαστάσεις. Εξίσωση Schrödinger σε 3D. Τελεστές 2 )

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙI Ιούνιος 2004

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ι ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ

Κεφάλαιο 1. Κβαντική Μηχανική ΙΙ - Περιλήψεις, Α. Λαχανάς

, που, χωρίς βλάβη της γενικότητας, μπορούμε να θεωρήσουμε χρονική στιγμή μηδέν, δηλαδή

Αγγύλες Poisson. Ας θεωρήσουμε κάποια συνάρτηση των κανονικών μεταβλητών. Οι

Κβαντικό Σωμάτιο σε Ηλεκτρομαγνητικό Πεδίο

Spin του πυρήνα Μαγνητική διπολική ροπή Ηλεκτρική τετραπολική ροπή. Τάσος Λιόλιος Μάθημα Πυρηνικής Φυσικής

Κεφάλαιο 2. Διανύσματα και Συστήματα Συντεταγμένων

21/11/2013 ETY-202 ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 06. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ. 1396; office Δ013 ΙΤΕ. Στέλιος Τζωρτζάκης

Για να υπολογίσουμε το ολοκλήρωμα στο δεξιό μέλος της (3), κάνουμε την αλλαγή μεταβλητής

ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ. Η σύνταξη μιας συνάρτησης σ ένα κελί έχει την γενική μορφή: =όνομα_συνάρτησης(όρισμα1; όρισμα2;.)

ETY-202. Ο γενικός φορμαλισμός Dirac ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 05. Ο ΓΕΝΙΚΟΣ ΦΟΡΜΑΛΙΣΜΟΣ DIRAC. Στέλιος Τζωρτζάκης 21/11/2013

Η Αναπαράσταση της Θέσης (Position Representation)

Ατομική και Μοριακή Φυσική

1. Nα λυθούν οι ανισώσεις. 2. Nα λυθούν οι ανισώσεις. 3. Nα βρεθούν οι κοινές λύσεις των ανισώσεων: 4. Nα βρεθούν οι κοινές λύσεις των ανισώσεων:

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Ενότητα 5

γ /ω=0.2 γ /ω=1 γ /ω= (ω /g) v. (ω 2 /g)(x-l 0 ) ωt. 2m.

Κεφάλαιο 1. Κβαντική Μηχανική ΙΙ - Περιλήψεις, Α. Λαχανάς

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 7: Διερεύνηση εξίσωσης Schro dinger και απειρόβαθο πηγάδι δυναμικού. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος"

ΠΑΝΕΠΙΣΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΣΜΗΜΑ ΥΤΙΚΗ ΣΟΜΕΑ ΘΕΩΡΗΣΙΚΗ ΥΤΙΚΗ ΚΒΑΝΣΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ. Ασκήσεις και Προβλήματα. Α. Π. Λύκκας

δ. Ο χρόνος ανάμεσα σε δυο διαδοχικούς μηδενισμούς του πλάτους είναι Τ =

Ο Πυρήνας του Ατόμου

Μηχανική ΙI. Μετασχηματισμοί Legendre. διπλανό σχήμα ότι η αντίστροφη συνάρτηση dg. λέγεται μετασχηματισμός Legendre της f (x)

Transcript:

Σύστημα δύο αλληλεπιδρώντων σπιν μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο (άσκηση) Δύο σωμάτια με σπιν s και s αντίστοιχα και με τον ίδιο γυρομαγνητικό λόγο τοποθετούνται μέσα σε ομογενές χρονοανεξάρτητο μαγνητικό πεδίο με κατεύθυνση προς τα θετικά του άξονα z. i) Αν η αλληλεπίδραση των δύο σπιν περιγράφεται από τον όρο S S όπου σταθερά με διαστάσεις ενέργειας γράψτε τη Χαμιλτονιανή του συστήματος των δύο σπιν μέσα στο μαγνητικό πεδίο. ii) Τη χρονική στιγμή οι προβολές των δύο σπιν στον άξονα z είναι αντίστοιχα και. Υπολογίστε την κατάσταση του ολικού σπιν τη χρονική στιγμή. iii) Αν τη χρονική στιγμή μετρήσουμε τις προβολές των δύο σπιν στον άξονα z τι αποτελέσματα θα πάρουμε και ποιες είναι οι αντίστοιχες πιθανότητες; Ποιες είναι οι μέγιστες και ποιες οι ελάχιστες τιμές των πιθανοτήτων αυτών; iv) Παρατηρείται αντιστροφή του σπιν του σωματίου στον άξονα z; Δίνονται οι σχέσεις 3 3 3 3 3 όπου οι καταστάσεις στα αριστερά μέλη των δύο εξισώσεων είναι ιδιοκαταστάσεις του τετραγώνου και της z συνιστώσας του ολικού σπιν. Λύση i) Η δυναμική ενέργεια των δύο σπιν μέσα στο μαγνητικό πεδίο είναι αντίστοιχα B S Be BS και z z S B BS z αφού τα δύο σωμάτια έχουν τον ίδιο γυρομαγνητικό λόγο. Η δυναμική ενέργεια του συστήματος των δύο σπιν μέσα στο μαγνητικό πεδίο είναι λοιπόν B B BS BS B S S BS z z z z z Αν στην προηγούμενη δυναμική ενέργεια προσθέσουμε την αλληλεπίδραση των δύο σπιν παίρνουμε τη Χαμιλτονιανή του συστήματος μέσα στο μαγνητικό πεδίο που είναι

() H S S BS z ii) Προτρέπουμε τον αναγνώστη να δείξει ότι για δύο τυχαία σπιν S και S όχι κατ ανάγκη s και s ο τελεστής S S μετατίθεται με το τετράγωνο και τη z συνιστώσα του ολικού σπιν δηλαδή S SS και S z SS. Έτσι εφόσον και S S z η Χαμιλτονιανή () μετατίθεται με το τετράγωνο και τη z συνιστώσα του ολικού σπιν. Επομένως οι (κοινές) ιδιοκαταστάσεις του τετραγώνου και της z συνιστώσας του ολικού σπιν είναι και ιδιοκαταστάσεις της Χαμιλτονιανής (). Επειδή η Χαμιλτονιανή () όπως βλέπουμε δεν έχει άλλους βαθμούς ελευθερίας πέρα από τα δύο σπιν δεν έχει άλλες ιδιοκαταστάσεις. Μας δίνεται ότι τη χρονική στιγμή μηδέν η z συνιστώσα του ου σπιν είναι και του ου είναι. Επομένως η κατάσταση του ολικού σπιν τη χρονική στιγμή μηδέν είναι η κατάσταση. Αυτή είναι η αρχική κατάσταση του συστήματος των δύο σπιν και θέλουμε να υπολογίσουμε τη χρονική εξέλιξή της. Η κατάσταση δεν είναι ιδιοκατάσταση του τετραγώνου και της z συνιστώσας του ολικού σπιν επομένως δεν είναι ιδιοκατάσταση ούτε της Χαμιλτονιανής (). Μπορούμε όμως χρησιμοποιώντας τις δύο δοθείσες σχέσεις να τη γράψουμε ως γραμμικό συνδυασμό ιδιοκαταστάσεων της ενέργειας. Οι δοθείσες σχέσεις γράφονται 3 3 3 3 3 Για να λύσουμε ως προς την κατάσταση υπολογίζουμε πρώτα την ορίζουσα του συστήματος των δύο εξισώσεων που είναι 3 3 3 3 3 3 Επομένως

3 3 3 3 3 3 3 () 3 3 Επειδή η Χαμιλτονιανή () είναι χρονοανεξάρτητη η χρονική εξέλιξη μιας τυχαίας ιδιοκατάστασής της SM είναι S M ie S M SM exp όπου E SM η ενέργεια της ιδιοκατάστασης SM. Επομένως ie3 3 3 exp ie exp Το ολικό σπιν Ŝ είναι S S S (3) (4) όπου τα επιμέρους σπιν μετατίθενται δηλαδή S S διότι δρουν στις καταστάσεις διαφορετικών (για την ακρίβεια διακρίσιμων) σωματίων. Αν υψώσουμε στο τετράγωνο το ολικό σπιν θα πάρουμε S S S S S S S S S S S S S S S S S S Με τη βοήθεια της τελευταίας σχέσης η Χαμιλτονιανή () γράφεται (5) H S S S BS z Αν δράσουμε με την (5) στην τυχαία ιδιοκατάσταση SM θα πάρουμε

z H S M S S S BS S M S S S S M B Sz S M S S M S S M S S M MB S M M S M SS S M s s S M s s S M 3 S S S M M B S M S S M B S M 4 4 8 3 4 4 4 H S M S S MB S M 4 Επομένως οι ενέργειες E SM του συστήματος των δύο σπιν μέσα στο μαγνητικό πεδίο είναι ESM S S MB 4 (7) Επεξήγηση S S M s s S M Γιατί και (6) S S M s s S M ; Η ιδιοκατάσταση SM γράφεται ως γραμμικός συνδυασμός καταστάσεων της μορφής s m s m. Όμως είναι S s m s m S s m s m s s s m s m s s s m και αντίστοιχα S s m s m s s s m s m Επειδή τα s και s είναι ίδια για όλες τις καταστάσεις s m s m αντίθετα από τα m και m που είναι δείκτες άθροισης αλλά με τον περιορισμό ότι mm M η δράση των τελεστών S και δίνει τον γραμμικό συνδυασμό επί s s ή Επομένως S S M s s S M S στον γραμμικό συνδυασμό μάς s s αντίστοιχα. S S M s s S M. και

Από τη σχέση (7) υπολογίζουμε τις ενέργειες των ιδιοκαταστάσεων 3 και. 3 3 5 B E B B 4 4 4 3 E B (8) 3 Και 3 B E B B 4 4 4 E B (9) Επομένως η χρονική εξέλιξη των ιδιοκαταστάσεων 3 και είναι αντίστοιχα από τις (3) και (4) B 3 i 3 i i B 3 exp exp 3 i B i 3 exp exp Και () B i i i B exp exp i B i exp exp () Από τη σχέση () που μας δίνει την αρχική κατάσταση συναρτήσει των δύο ιδιοκαταστάσεων της ενέργειας 3 και συμπεραίνουμε ότι η χρονική

εξέλιξη της αρχικής κατάστασης γράφεται ας τη συμβολίσουμε με 3 3 3 Με τη βοήθεια των σχέσεων () και () η τελευταία εξίσωση γράφεται ib i 3 ib i exp exp exp exp 3 3 i B i 3 i exp exp exp 3 3 i B i 3 i exp exp exp 3 3 () Η () μάς δίνει την κατάσταση του ολικού σπιν τη χρονική στιγμή συναρτήσει των δύο ιδιοκαταστάσεων της ενέργειας 3 και. iii) Από τις δοθείσες σχέσεις 3 3 3 3 3 μπορούμε να εκφράσουμε την κατάσταση του ολικού σπιν συναρτήσει της αρχικής κατάστασης και της κατάστασης. Με τη βοήθεια των δύο προηγούμενων σχέσεων ο όρος i 3 i exp exp 3 3 της σχέσης () γράφεται i exp 3 3 3 i exp 3 3 3 exp i exp i 3 3

exp i exp i 3 exp i exp i exp i exp i 3 3 Έτσι η σχέση () γράφεται i B exp * 3 i i i i exp exp exp exp (3) Η σχέση (3) μάς δίνει την κατάσταση του ολικού σπιν τη χρονική στιγμή συναρτήσει της αρχικής κατάστασης και της κατάστασης. Έτσι αν τη χρονική στιγμή μετρήσουμε τις z συνιστώσες των δύο σπιν θα πάρουμε αποτέλεσμα για το ο και για το ο με πιθανότητα ή για το ο σπιν και για το ο με πιθανότητα. Θα υπολογίσουμε αναλυτικά τις δύο πιθανότητες με τη βοήθεια της σχέσης (3) χρησιμοποιώντας και την ορθοκανονικότητα των καταστάσεων και. Είναι i B i i exp exp exp 3 ib i i ib i i 3 3 3 3 3 3 exp i exp i 4 5 exp i exp i 9 9 3 5 4cos 9 exp exp exp exp exp exp

3 5 4cos 9 (4) Η (4) μάς δίνει την πιθανότητα να μετρήσουμε και αντίστοιχα ως τις z προβολές των σπιν των δύο σωματίων. Παρατηρήστε ότι για η πιθανότητα (4) γίνεται ως οφείλει αφού τη χρονική στιγμή μηδέν η κατάσταση του ολικού σπιν είναι η κατάσταση στην οποία οι z συνιστώσες των δύο σπιν είναι αντίστοιχα και και η κατάσταση αυτή είναι κάθετη στην κατάσταση επομένως δεν υπάρχει επικάλυψη των δύο καταστάσεων δηλαδή όταν το σύστημα των δύο σπιν βρίσκεται στη μία από αυτές η πιθανότητα να βρεθεί στην άλλη είναι μηδέν. Η ελάχιστη τιμή της πιθανότητας (4) λαμβάνεται όταν 3 3 3 cos cos 3 5... όταν 3 cos 3 cos 3 cos n n 3 Η ελάχιστη τιμή της πιθανότητας (4) είναι 54 ή περίπου % 9 9 Βλέπουμε λοιπόν ότι η πιθανότητα να μετρήσουμε και ως z προβολές των σπιν των δύο σωματίων δεν μηδενίζεται ποτέ. Η πιθανότητα να μετρήσουμε και αντίστοιχα ως z προβολές των σπιν των δύο σωματίων είναι πάλι με τη βοήθεια (3) i B i i exp exp exp 3 ib i i ib i i 3 3 i i i exp exp exp i exp 9 exp exp exp exp exp exp

3 i 3 i 3 i 3 i 9 9 3 4 3 cos cos 9 9 exp exp exp exp 4 3 cos 9 Το άθροισμα των πιθανοτήτων (4) και (5) είναι (5) 3 4 3 5 4 3 4 4 3 9 9 9 9 9 9 5 4cos cos cos cos όπως πρέπει. Τη χρονική στιγμή μηδέν η πιθανότητα (5) μηδενίζεται αφού η συμπληρωματική πιθανότητα (4) είναι. Η μέγιστη τιμή της πιθανότητας (5) είναι 4 8 9 9 και λαμβάνεται όταν η πιθανότητα (4) πάρει την ελάχιστη τιμή της όταν δηλαδή γίνει 9. iv) Τη χρονική στιγμή μηδέν το σπιν του σωματίου στον άξονα z είναι. Επειδή η πιθανότητα (5) δηλαδή η πιθανότητα να μετρήσουμε ως σπιν του σωματίου στον άξονα z είναι πάντα μικρότερη της μονάδας ΔΕΝ παρατηρείται αντιστροφή του σπιν του σωματίου στον άξονα z. Σπύρος Κωνσταντογιάννης Φυσικός M.Sc. skonsan@homail.com