凝聚態(tài)場(chǎng)論常用公式(9):Landau能級(jí)的對(duì)稱規(guī)范與代數(shù)解法
2023-03-26 19:51 作者:打電動(dòng)的阿偉嘻嘻嘻 | 我要投稿
對(duì)無(wú)相互作用的二維電子氣,施加強(qiáng)磁場(chǎng),同時(shí)限制對(duì)稱性為:旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性.? ??
考慮對(duì)稱規(guī)范:
可以驗(yàn)證其哈密頓量滿足旋轉(zhuǎn)不變性(證明略):
我們使用代數(shù)解法求解,首先必須聲明的是,以下所有的計(jì)算必須化為??的表象下才有意義,并利用?
才能得到算符量子化公式,但是一些計(jì)算也利用了復(fù)變函數(shù)偏導(dǎo)的技巧.
利用復(fù)變函數(shù)導(dǎo)數(shù)定義(這里的計(jì)算需要仔細(xì)用定義去算,不是筆誤):
(注意在位置動(dòng)量表象下
)
定義能量升降算符
可以計(jì)算得到
類比能量升降算符,定義z方向角動(dòng)量升降算符
可以計(jì)算得到
設(shè)其本征態(tài)為
利用代數(shù)方法求其本征態(tài)的表達(dá)式:
考慮z方向的角動(dòng)量算符?
可以計(jì)算得到
設(shè)m的上限M,接下來(lái)求解m=M態(tài),此過(guò)程實(shí)際上是確定m的上界,此物理圖像極其重要!此物理圖像極其重要!此物理圖像極其重要!
考慮m=M態(tài)的?
可以驗(yàn)證
波函數(shù)及第一Landau能級(jí)的特例為:
對(duì)于z方向角動(dòng)量的分量m,這里給出如下物理圖像(十分重要):隨著磁場(chǎng)的增大,樣品磁通量每增加一個(gè)磁通量子的量,就會(huì)是m的上界M增加1.

在之后會(huì)看到,如此“平庸”的一個(gè)圖像,將會(huì)爆發(fā)出怎么樣的魅力。
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