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なぜ量子力学のオペレーターに時間がかかるのですか?

量子力学では、時間は古典物理学とは異なる方法で扱われます。位置や運動量のように量子化できる動的変数ではありません。代わりに、時間はパラメーターです それは量子システムの進化を支配します。 これはつまり:

* 時間は観察可能ではありません: ポジションや勢いを測定するのと同じ方法で時間を測定しません。物理的な量に対応する「時間演算子」はありません。

* 時間の進化は決定論的です: 量子システムの進化は、システムの波動関数が時間とともにどのように変化するかを説明する決定論的方程式であるシュレンディンガー方程式によって支配されています。

だから、量子力学で時間がどのように役割を果たしますか?

* schrödinger方程式: Schrödinger方程式は、量子システムの時間進化を説明しています。これは、システムの波動関数が時間とともにどのように変化するかを示す微分方程式です。

* 単一時間の進化: 量子システムの時間進化は、波動関数に作用する単一演算子によって記述されます。この単一演算子は、システムのハミルトニアンに関連しています。

* エネルギーと時間: システムのエネルギーを説明するハミルトニアンオペレーターは、時間の進化と密接に関連しています。 たとえば、システムのエネルギー固有状態は静止状態であり、時間内に進化しないことを意味します。これは、エネルギーオペレーターが時間進化演算子と通勤するという事実に反映されています。

なぜ量子力学で時間の扱いが異なるのか?

* 時間の性質: 時間は他の物理量とは根本的に異なります。それは量子化されておらず、対応するオペレーターを持っていません。

* 特別相対性理論: 特別な相対性理論では、空間と時間は基本的な方法で絡み合っています。これは、時間が位置と同じ方法で別の独立した変数ではないことを示唆しています。

要約すると、時間は量子力学のオペレーターではありませんが、量子システムの進化を統治する上で重要な役割を果たします。 Schrödinger方程式と単一の時間進化演算子は、システムの波動関数が時間とともにどのように変化するかを説明する重要な概念です。

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