每个能量分量走自己的相位
把有限 Hamilton 矩阵对角化,就得到能量 与对应态 。对角化只是换一套基底,让 Hamilton 量作用在每根新基矢上时,只乘一个数。先把初态投影到这些态上,再让每份振幅按各自的能量转动,最后加回来。
投影得到的 就是初态沿第 个能量态的振幅。把这个能量态的各分量取复共轭,与初态对应分量相乘后求和,就得到该振幅。
两个能量分量的相位差随时间改变,测量概率也就可能改变。电场变暗不是把一条经典绳子截开;它是同一个量子态在不同通量组态之间分配概率的结果。图中的亮度表示期望值,单次测量则会给出某个允许组态。
对应阅读:E. A. Martinez et al. · Sandbox Physics FR04 finite Hamiltonian · Sandbox Physics FR04 original numerical references and reproduction scripts
两态共振给出一条能手算的曲线
四格点、两端外源、电通量上限一时,物理基底恰好只有初始弦和屏蔽中间一段的组态。减去初始弦能量,两个对角能量分别为零和 ,中间的允许跃迁矩阵元为 。
两态能量差由跃迁耦合与失谐共同决定。取 、、,失谐为零,带一对电荷的概率就是 。到 时完整转移,到 时回到初始弦。这里的完整振荡是该两态截断模型的精确结果。
两处电荷怎样一起涨落
两个位置的平均电荷,还不足以说明它们怎样一起变化。先在每种构型里把两处电荷相乘,再按构型概率平均,得到联合平均;从中减去两个单点平均值的乘积,就留下共同涨落。实验台固定观察站点一与倒数第二个站点,六格点链中就是 与 。
四格点两态例子更容易算。设带一对电荷的概率为 。有这对电荷时,中间两点的电荷分别为负一和正一;没有时,两者都是零。单点平均为 、,联合平均为 ,连通关联为 。共振演化到 时,两种构型各占一半,关联为负四分之一。
负号来自两处电荷反向涨落。完整转移后,两处电荷都确定了,共同涨落反而回到零。这个关联描述选定电荷的统计波动;经典概率混合也能给出相同读数。
对应阅读:Sandbox Physics FR04 finite Hamiltonian · Sandbox Physics FR04 original numerical references and reproduction scripts
较长的链为什么更丰富
六格点或八格点链允许物质对从不同位置产生并继续移动。某段电场下降时,查看相邻电荷怎样改变;若两处变化不符合 Gauss 定律,就不是这个模型的有效轨迹。物质对越过中间链段以后,电场的局域分布往往比平均值更能说明过程。
有限孤立系统保持总能量。电场能减少后,可以进入质量项和跃迁项的期望值;后者包含组态之间的相干贡献,不能只把画面上的粒子数乘质量就当作全部物质能。
曲线回升可能来自少数能级的相干振荡,也可能包含边界传播后的回返。要把某次回升称作有限体积回波,需要改变链长并比较同一局域区域,寻找边界相关的时间变化。两种链长的局域比较可以检验边界在这次回升中起了什么作用。
物质对数需要一个清楚的基准
半填充、总物质电荷为零时,偶数位置的粒子数等于奇数位置的空穴数。我们把偶数位置占据的总和称作相对于交错乘积参考的裸物质对数。它可以是非整数期望值。
初始交错乘积态不是打开跃迁后的真正相互作用真空。即使去掉外源,它也可能产生裸物质对。若要研究外源额外引起了多少变化,必须用同样的初态约定和 Hamilton 参数,再做一次无外源演化;两条曲线之差才是所选基准下的外源增量。
随时间检查三个不会变的量
态的归一化必须保持一,总能量保持初值,每个 保持零。检查平方而不只检查平均残差,是因为正负错误可以在平均值中抵消,平方却会把它们都留下。
这三项通过后,还要做下一章的截断和链长比较。一个不准确的有限模型也可以把自己的能量守恒得很好。守恒测试检查演化是否符合当前 Hamilton 量,收敛测试检查被删掉的自由度是否重要。