¿Pueden los kets denotar escalares (en física cuántica)?

Parece que la confusión realmente radica en cómo calcular el producto tensorial, pero comenzaré con kets. El ket [math] \ vert a \ rangle [/ math] es una notación simbólica que representa un vector en un espacio de Hilbert, por lo que podría interpretarse como un escalar si su espacio es unidimensional, pero no puedo pensar en un ejemplo en mecánica cuántica que tiene un espacio de Hilbert con dimensión 1. Por lo tanto, es mejor pensar en kets como vectores (y luego los sujetadores son elementos del espacio dual, que se interpretan correctamente como funcionales lineales o formas únicas). Además, en la notación, cuando [matemática] a [/ matemática] es un escalar, generalmente se entiende que [matemática] \ vert a \ rangle [/ matemática] es un vector propio con valor propio [matemática] a [/ matemática], pero el ket [math] \ vert a \ rangle [/ math] tiene este significado independientemente de cualquier base. Por lo tanto, debe corregir su base antes de poder asignar cualquier componente a este vector. Ahora en su ejemplo, si está utilizando la base de tal manera que

[matemáticas] \ vert 0 \ rangle = \ left (\ begin {array} {c} 1 \\ 0 \ end {array} \ right) [/ math]

Luego

[matemáticas] \ vert 0 \ rangle \ otimes \ vert 0 \ rangle = \ left (\ begin {array} {c} 1 \\ 0 \ end {array} \ right) \ otimes \ left (\ begin {array} { c} 1 \\ 0 \ end {array} \ right) = \ left (\ begin {array} {cc} 1 & 0 \\ 0 & 0 \ end {array} \ right) [/ math]

Lo que debería tener más sentido (por un lado, el producto tensorial de dos vectores bidimensionales debería producir un vector 4 dimensional). Más explícitamente, puede calcular el resultado, en su base (supongo que [matemáticas] \ vert 1 \ rangle = \ left (\ begin {array} {c} 0 \\ 1 \ end {array} \ right) [/ math]) como sigue

[matemáticas] \ vert 0 \ rangle \ otimes \ vert 0 \ rangle = \ left (\ begin {array} {cc} (\ langle 0 \ vert \ otimes \ langle 0 \ vert) (\ vert 0 \ rangle \ otimes \ vert 0 \ rangle) & (\ langle 0 \ vert \ otimes \ langle 0 \ vert) (\ vert 1 \ rangle \ otimes \ vert 0 \ rangle) \\ (\ langle 0 \ vert \ otimes \ langle 0 \ vert) (\ vert 0 \ rangle \ otimes \ vert 1 \ rangle) & (\ langle 0 \ vert \ otimes \ langle 0 \ vert) (\ vert 1 \ rangle \ otimes \ vert 1 \ rangle) \ end {array} \ right )[/matemáticas]

donde [matemáticas] (\ langle a \ vert \ otimes \ langle b \ vert) (\ vert c \ rangle \ otimes \ vert d \ rangle) = \ langle a \ vert c \ rangle \ langle b \ vert d \ rangle [ /matemáticas] . A partir de este cálculo, puede ver que simplemente está proyectando su producto tensor sobre la base de los espacios vectoriales tensados, tal como calcularía los componentes de un vector proyectando sobre una base (de su elección).

El ket representa un estado propio con etiqueta cero. La representación a la que equivale depende en gran medida del espacio de Hilbert de las soluciones en sí, que está determinado por la física que se está modelando.

A menudo, el ket tiene una etiqueta que muestra el vector propio, pero si el valor propio está degenerado, se necesitará más notación.

¡Sería una situación física muy extraña si el ket representara un escalar porque los escalares son constantes, por lo que el operador para el que son vectores propios sería simplemente una multiplicación escalar!

Cualquier situación física está representada por un operador que dice P y esto opera en los estados de modo que P | ψ⟩ = v | ψ⟩ para algún v escalar.

Inicialmente, | ψ⟩ representa todas las soluciones posibles, pero resolver P | ψ⟩ = v | ψ⟩ le brinda un subespacio de todas las soluciones posibles, aquellas con vector propio v.

Una partícula en una caja, por ejemplo, podría tener:

[matemáticas] | 0> = ψ_1 (x) = \ sqrt {2 / l} sin (π / lx), E_ {n = 0} = \ hbar ^ 2π ^ 2 / (2ml ^ 2) [/ matemáticas]

[matemáticas] | 1> = ψ_2 (x) = \ sqrt {2 / l} sin (2π / lx), E_ {n = 1} = 4 \ hbar ^ 2π ^ 2 / (2ml ^ 2) [/ matemáticas]

https://inst.eecs.berkeley.edu/~…

Un ket puede denotar un escalar, un vector o un spinor basado en el Hamiltoniano que le interesa. Es una forma compacta y elegante de representar la función de onda del sistema, que puede consistir en una partícula o puede ser un sistema de muchos cuerpos. . La notación Ket fue introducida por primera vez por Dirac en 1928.