2.3 能動量張量
為了明確的給出Fock態(tài)的物理意義,我們可以考慮一個場的Hamiltonian和動量算符。根據(jù)能動量張量可以獲得這些物理量??梢詷?gòu)建能動量張量:

注意這里對應的不同分量。我們知道時間分量對應Hamiltonian 密度,而空間分量對應Momentum 密度:


注意是時間和空間的交叉項。
對于Hamiltonian量和動量可以積分這兩個密度函數(shù)得到:

這里需要帶入標量場的展開式。根據(jù)產(chǎn)生湮滅算符的對易關(guān)系,得到:

并且

可以看到能量算符和動量算符可以由N算符表示出來??紤]N算符在Fock態(tài)中的期望值。得到:

因此,N算符的期望值是整數(shù)n(這里不好書寫公式所以沒有寫角標)。對于一個場來說我們要對這里的模式和空間分量求和。
我們稱n為k模式的粒子數(shù),N為粒子的總數(shù)。粒子數(shù)算符的本征態(tài)也是Hamiltonian和動量的本征態(tài)。
這樣我們對產(chǎn)生湮滅算符的物理意義也有了更深的理解,產(chǎn)生算符作用在Fock態(tài)上就是產(chǎn)生一個量子,湮滅算符會湮滅一個量子,也就是:

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