4.8.2 Soustavy neinteragujících částic

 

Rozlišitelné částice

 

Řešení stacionární (a tím spíše nestacionární) Schrödingerovy rovnice je pro obecný mnohočásticový systém velmi obtížnou úlohou. Ta se však významně zjednoduší, pokud studované částice spolu nijak neinteragují nebo je-li možno jejich vzájemné interakce zanedbat.

 

V takovém případě totiž možno psát Hamiltonův operátor ve tvaru součtu operátorů jednočásticových

kde    reprezentuje interakci, obecně spinově závislou, J-té částice o hmotnosti    s okolím a stacionární Schrödingerova rovnice nabývá proto tvaru

Její řešení je možné pomocí separace proměnných, kdy mnohočásticovou vlnovou funkci  Y  předpokládáme ve tvaru součinu vlnových funkcí jednočásticových

 

 

Po dosazení do původní rovnice pak získáme obvyklým postupem

 

Jednočásticové vlnové funkce    jsou tedy dány řešením odpovídajících jednočásticových stacionárních Schrödingerových rovnic. Umíme-li řešit tyto jednočásticové rovnice, umíme najít řešení i u obecného problému mnohočásticového.

 

Nerozlišitelné částice

 

Výše naznačený postup, zejména však jeho výsledky, je možno použít i v případě neinteragujících částic, které nejsou rozlišitelné. Je jen třeba zaručit správnou symetrii mnohočásticové vlnové funkce.

 

Pro bosony můžeme stacionární vlnové funkce odpovídající energii    psát jako symetrizovaný součin odpovídajících vlnových funkcí jednočásticových,

 

 

splňujících    Na pravé straně uvedené rovnosti provádíme sčítání přes všechny možné permutace částic.

 

Pro fermiony musíme ve stejném případě užít vlnových funkcí antisymetrických

 

 

kde opět sčítáme přes všechny možné permutace; jejich znaménko označujeme symbolem sign(P).


Předchozí     Následující