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量子力学2dには波の機能はありますか?

あなたは非常に興味深い質問をしています!量子力学の粒子の従来のシュレディンガー方程式には、質量項が含まれていることは事実です。ただし、実際には、2Dシステムに質量用語なしで波動関数に遭遇する可能性がある状況があります。

1。 質量のない粒子:

* 光子: 光の粒子である光子は質量がありません。 2Dシステムでのそれらの波動関数は、質量項を明示的に含まない波方程式によって説明されます。

* 他の質量のない粒子: いくつかの仮想的なボソンのような理論的な粒子があり、それは質量がないと予測されています。それらの波動関数も質量用語を欠いています。

2。 有効質量:

凝縮された物質の電子: 凝縮物質物理学では、電子の挙動は有効な質量を使用して記述できます。この有効な質量は、電子の残りの質量とは異なる場合があり、ゼロになることさえあります。これらの場合、波動関数には質量項がありません。

3。 相対的なシステム:

* dirac方程式: 相対論的電子を記述するDIRAC方程式は、シュレディンガー方程式と同じ方法で明示的に質量項を持っていません。ただし、粒子の残りの質量に関連する用語が含まれています。

例:2Dキャビティの光子

2Dキャビティ内に閉じ込められた光子を考えてみましょう。その波動関数は、質量用語のない波方程式である電磁波方程式によって説明されます。

`` `

∇²e-(1/c²)mue/∂t²=0

`` `

ここで、Eは電界であり、Cは光の速度であり、∇²はラプラシアンオペレーターです。

重要な考慮事項:

* 非相対的な制限: Schrödinger方程式は非相対論的近似です。相対的なシステムでは、質量項はより複雑であり、同じ方法で明示的に存在しない可能性があります。

* 有効質量対休憩量: 有効質量はゼロになる可能性がありますが、これは粒子に静止質量がないことを意味しません。それは単に、特定の環境でのその動作が、他の粒子や野原との相互作用に影響されることを意味します。

これらのポイントのいずれかについて詳しく説明してほしいか、さらに質問があるかどうかを教えてください!

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