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Produkt eines Operators und des adjungierten Operators
 
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Weizen598



Anmeldungsdatum: 29.01.2022
Beiträge: 23

Beitrag Weizen598 Verfasst am: 07. Mai 2023 18:09    Titel: Produkt eines Operators und des adjungierten Operators Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Zeigen Sie, dass das Produkt eines Operators und des adjungierten Operators
AA+
stets positiv semidefinit ist, d.h. der Erwartungswert <psi| AA+ |psi> >= 0 für
alle Zustände |psi> ist positiv.

Meine Ideen:
Ich habe noch ein paar Probleme mit den Rechengesetzen für bra- und ket-Vektoren.
Ich hätte jetzt so angefangen:
<psi| AA+ |psi>=<psiA|A+psi>=<psi|A+psiA+>=<psi|A+A+psi>=<psi|psi>=1>0
Das ist sehr wahrscheinlich falsch, da manche Umrechnungen möglicherweise nicht korrekt sind, zumal auch nur gezeigt wurde, dass <psi| AA+ |psi> = 1. Mir fällt aber nichts besseres ein.
Danke schonmal im Voraus für jede Hilfe!
index_razor



Anmeldungsdatum: 14.08.2014
Beiträge: 3259

Beitrag index_razor Verfasst am: 07. Mai 2023 19:44    Titel: Re: Produkt eines Operators und des adjungierten Operators Antworten mit Zitat

Weizen598 hat Folgendes geschrieben:
Meine Frage:
Zeigen Sie, dass das Produkt eines Operators und des adjungierten Operators
AA+
stets positiv semidefinit ist, d.h. der Erwartungswert <psi| AA+ |psi> >= 0 für
alle Zustände |psi> ist positiv.

Meine Ideen:
Ich habe noch ein paar Probleme mit den Rechengesetzen für bra- und ket-Vektoren.
Ich hätte jetzt so angefangen:
<psi| AA+ |psi>=<psiA|A+psi>=<psi|A+psiA+>=<psi|A+A+psi>=<psi|psi>=1>0


Ich würde dir von der Bra-Ket-Schreibweise abraten. Gerade solche Rechnungen werden dadurch unglaublich konfus und komplizierter als nötig. (Was soll z.B. eigentlich bedeuten?)

Nenne den Vektor einfach , und sein Bild unter ist, sagen wir, . Dann schreibst du für das Skalarprodukt . Hier wurde nur die Definition von benutzt. Jetzt überlege wie es weiter geht.

_________________
It is just this lack of connection to a concern with truth -- this indifference to how things really are -- that I regard as of the essence of bullshit. -- Harry G. Frankfurt
Weizen598



Anmeldungsdatum: 29.01.2022
Beiträge: 23

Beitrag Weizen598 Verfasst am: 07. Mai 2023 20:32    Titel: Antworten mit Zitat

Das ist leider nicht möglich, mein Prof hat seine gesamte Quantenmechanik Vorlesung mit der Bra-Ket-Schreibweise aufgebaut, sodass ich leider dazu gezwungen bin Hammer
Wenn ich für Phi dann die Definition einsetze bekomme ich das Skalarprodukt zweier gleicher Einträge, was dann wiederum 1 ist, wenn es eine Orthonormalbasis ist, bzw. größer gleich 0 sein muss, da wir aus dem Skalarprodukt zweier gleicher Vektoren nie eine negative Zahl erhalten. Das ist prinzipiell so richtig, oder?
index_razor



Anmeldungsdatum: 14.08.2014
Beiträge: 3259

Beitrag index_razor Verfasst am: 07. Mai 2023 20:40    Titel: Antworten mit Zitat

Weizen598 hat Folgendes geschrieben:
Das ist leider nicht möglich, mein Prof hat seine gesamte Quantenmechanik Vorlesung mit der Bra-Ket-Schreibweise aufgebaut, sodass ich leider dazu gezwungen bin :hammer:


Deswegen mußt du sie ja nicht selbst verwenden. Wenn du alles verstanden hast, kannst du am Ende die komplette Rechnung ja wieder in die Dirac-Schreibweise übersetzen, wenn es sein muß. Aber das mußt du natürlich selbst entscheiden.

Zitat:

Wenn ich für Phi dann die Definition einsetze bekomme ich das Skalarprodukt zweier gleicher Einträge, was dann wiederum 1 ist, wenn es eine Orthonormalbasis ist, bzw. größer gleich 0 sein muss, da wir aus dem Skalarprodukt zweier gleicher Vektoren nie eine negative Zahl erhalten. Das ist prinzipiell so richtig, oder?


Ja, das stimmt. Übrig bleibt das Normquadrat eines Vektors, das niemals negativ ist.

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