量子力学中一维物理模型的SU(1,1)代数解法

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在关于量子力学的早期研究中,精确可解量子力学势就引起了人们的广泛关注,大量的方法被应用到了薛定谔方程的求解之中。在这些方法中,李代数方法引起了研究者的很大兴趣。这是因为李代数方法在一些可解物理模型中为求解能量本征值和本征函数问题提供了一种崭新的途径,代数方法的重要优势在于避免了处理非常复杂的的二阶微分薛定谔方程,尤其是SU(1,1)代数解法被广泛应用于多种量子力学模型问题的求解中。本文我们重点研究SU(1,1)代数,以及多项式SU(1,1)代数在一维量子力学模型求解中的应用。我们根据不同的势函数构造出相应的SU(1,1)代数实现。并利用代数解法,求解能量本征值和本征函数。这种方法通过应用K0,上升算符K+,下降算符K-成功的确定了能量本征值,并且分别求出了基态和激发态的能量本征函数。首先以一个一维势函数为例,通过构造相应的SU(1,1)代数,定义其生成元,用代数方法求解一维可解势的本征函数本征值问题。之后我们成功构造了两个多项式SU(1,1)代数结构,利用代数解法,并结合合流超几何函数分别解决了第一类POschl-Teller势约束系统的能量本征函数和本征值问题,以及第二类POschl-Teller势束缚态下的能量本征函数和本征值问题。通过对上面几个一维可解物理模型的研究,我们认识到SU(1,1)代数在处理此类问题上是非常简洁有效的。这为我们提供了一种求解一维物理模型能量本征值和本征函数的新方法。
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