近似方法
含時微擾理論
含時微擾理論描述的是當擾動並非靜態、而是隨時間改變時所發生的事——被打開、來回振盪,或以脈衝形式出現。此時自然的問題不再是能級如何移動,而是系統如何從一個狀態躍遷到另一個狀態。一個起初乾乾淨淨處於某能量狀態的系統,會逐漸獲得在其他狀態被找到的機率幅,而這套理論正是估算這份機率幅如何增長。
我們的追蹤方式,是把實際狀態寫成未擾動狀態的一種隨時間變化的混合,其係數隨時間漂移。從系統坐落於某一狀態出發,最終落到另一狀態的機率,其主導估算需要在擾動作用的時間內,把它的矩陣元與一個振盪因子相乘並積分。一份頻率接近某躍遷固有頻率的振盪擾動,能高效地驅動該躍遷——這正是共振在量子層面的迴響。
這套框架,正是量子力學描述光與物質相互作用的方式:吸收、受激發射,以及原子在能級之間跳躍的速率。當擾動長時間穩定地作用時,結果會穩定為一個由著名公式刻畫的恆定躍遷速率。它的誠實之處就在「估算」二字:只有當躍遷機率始終很小、系統尚未被驅離它的起點太遠時,這些預言才可靠。
P_{i→f}(t) ≈ |(1/iℏ) ∫₀ᵗ ⟨f|V(t′)|i⟩ e^{iω_{fi}t′} dt′|²
躍遷機率就是擾動與一個振盪因子相乘後對時間積分再取平方。
這與測量使狀態坍縮並非一回事。含時微擾理論描述的是平滑、幺正的演化;所謂「躍遷機率」,是指若你隨後去測量,會在另一狀態發現系統的機會。
又稱
另見