算符與可觀測量
本徵態
一個算符的本徵態,是這樣一種特殊的態:算符作用其上時,讓它保持指向同一個方向,只是把它按某個數重新放縮。一般的態在算符作用下會被重新塑形,本徵態卻以原本的形狀現身,只乘上了它的本徵值。從這個意義上說,本徵態與算符完美契合——它是該算符天然的、固有的態之一。
本徵態有著鮮明的物理含義。如果一個系統恰好處於某個可觀測量的本徵態,那麼這個可觀測量就擁有單一而確定的值——也就是它的本徵值——一次測量必定返回這個值,毫無隨機可言。這是量子測量唯一能被完全預言的情形;對於任何別的態,結果都是真正隨機的。
由於厄米算符的本徵態構成一個完備而正交的集合,任何態都能寫成它們的疊加。測量該可觀測量,就把態投影到其中一個本徵態上,而每個結果的機率,取決於原來的態裡含有多少那個本徵態的成分。這正是玻恩定則背後的機制,也是測量時表觀「坍縮」背後的機制。
Â|ψ⟩ = a|ψ⟩ → |ψ⟩ is an eigenstate with definite value a
處於本徵態時,可觀測量有一個確定的值,測量結果是必然的。
對某個可觀測量而言是本徵態的態,對一個與之不相容的可觀測量通常並不是本徵態。比如說,在位置上很「銳利」,就迫使動量大幅彌散——本徵態是繫於某個特定可觀測量的,而非繫於整個系統。
又稱
另見