時間演化與動力學
費米黃金法則
費米黃金法則是一條充當主力的公式,它告訴你:當施加一個小而穩定的微擾時,量子系統從一個態躍入一整片可用終態之海的速度有多快。每當你想要的是一個躍遷率——每秒多少次衰變、每秒多少次吸收——而非逐分逐秒的細緻演化時,它便是首選工具。
這條法則說,速率取決於兩樣東西相乘。第一樣是初態與各終態之間耦合的強度,由微擾的一個矩陣元來度量、再取平方。第二樣是終態密度:在合適的能量處,系統有多少個可以落腳的去處。可用的落點充裕,意味著躍遷快;落點稀缺,則意味著躍遷慢。
儘管冠以費米之名,這條法則其實是保羅·狄拉克寫下的;恩里科·費米只是因為太常用它而稱它「黃金」,這綽號便流傳了下來。它支撐著我們對自發輻射、散射、放射性衰變,以及實驗室中無數測得之速率的理解。它是一個近似——由一階微擾論導出——卻是一個出奇有用的近似。
rate = (2π/ħ) |⟨f|V|i⟩|² ρ(E_f)
躍遷率等於耦合的平方乘以終態密度 ρ(E_f)。
黃金法則假定微擾很弱、終態構成連續譜(或近乎連續),並且只在一段中等的時間窗口內給出穩定的速率。對極短的時間或強驅動,它並不適用——拉比振盪便是教科書式的反例。
又稱
另見