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La relation de Schrödinger-Robertson est une généralisation de l'inégalité de Heisenberg formalisée dès 1930 par Howard Percy Robertson , puis complétée par Erwin Schrödinger .
Énoncé
Soient deux observables A et B et les opérateurs hermitiens
A
^
{\displaystyle {\hat {A}}}
et
B
^
{\displaystyle {\hat {B}}}
correspondants. Pour un état
|
ψ
⟩
{\displaystyle |\psi \rangle }
donné, le produit des écarts types Δ A et Δ B vérifie :
Δ
A
⋅
Δ
B
≥
1
4
|
⟨
[
A
^
,
B
^
]
⟩
ψ
|
2
+
1
4
|
⟨
{
A
^
−
⟨
A
^
⟩
ψ
,
B
^
−
⟨
B
^
⟩
ψ
}
⟩
ψ
|
2
{\displaystyle \Delta {A}\cdot \Delta {B}\geq {\sqrt {{\frac {1}{4}}\left|\left\langle \left[{\hat {A}},{\hat {B}}\right]\right\rangle _{\psi }\right|^{2}+{1 \over 4}\left|\left\langle \left\{{\hat {A}}-\langle {\hat {A}}\rangle _{\psi },{\hat {B}}-\langle {\hat {B}}\rangle _{\psi }\right\}\right\rangle _{\psi }\right|^{2}}}}
où :
⟨
⟩
ψ
{\displaystyle \langle \,\rangle _{\psi }}
désigne la moyenne sur l'état
|
ψ
⟩
{\displaystyle |\psi \rangle }
;
[
A
^
,
B
^
]
=
A
^
B
^
−
B
^
A
^
{\displaystyle [{\hat {A}},{\hat {B}}]={\hat {A}}{\hat {B}}-{\hat {B}}{\hat {A}}}
désigne le commutateur de
A
^
{\displaystyle {\hat {A}}}
et
B
^
{\displaystyle {\hat {B}}}
;
{
A
^
,
B
^
}
=
A
^
B
^
+
B
^
A
^
{\displaystyle \{{\hat {A}},{\hat {B}}\}={\hat {A}}{\hat {B}}+{\hat {B}}{\hat {A}}}
désigne l'anticommutateur de
A
^
{\displaystyle {\hat {A}}}
et
B
^
{\displaystyle {\hat {B}}}
.
Applications
La relation de Schrödinger-Robertson fournit une équation d'incertitude pour tout couple d'observables ne commutant pas, notamment :
La position et le moment d'une particule :
Δ
x
i
Δ
p
i
≥
ℏ
2
{\displaystyle \Delta x_{i}\Delta p_{i}\geq {\frac {\hbar }{2}}}
L'énergie et la position d'une particule dans un potentiel unidimensionnel
V
(
x
)
{\displaystyle V(x)}
:
Δ
E
Δ
x
≥
ℏ
2
m
|
⟨
p
x
⟩
|
{\displaystyle \Delta E\Delta x\geq {\hbar \over 2m}\left|\left\langle p_{x}\right\rangle \right|}
Δ
N
Δ
ϕ
≥
1
{\displaystyle \Delta N\Delta \phi \geq 1}
Références
↑ K. K. Likharev, A. B. Zorin, « Theory of Bloch-Wave Oscillations in Small Josephson Junctions », J. Low Temp. Phys. , Vol. 59, pp. 347–382, 1985.
↑ P. W. Anderson, « Special Effects in Superconductivity , Lectures on the Many-Body Problem , Vol. 2, 1964, New York, Academic Press .
Voir aussi