近似方法
绝热定理
绝热定理指出:若一个系统的条件改变得足够缓慢,那么起初处于某个特定能量状态的系统,会随着条件的演化而停留在相应的能量状态上。能量与状态本身都可能漂移、重塑,但系统会忠实地跟随自己那条能级,绝不会跳到邻近的能级上去。关键在于「慢」,而非「静止」:只要变化足够温和,周遭尽可以改变许多。
其直觉是:渐进的变化让系统有时间在每一刻重新调整,安顿到它所处状态那个崭新的瞬时版本里。想象端着一碗水走过房间:慢慢走,水面便保持平静,随碗的倾斜而变;猛地一晃,它就溅成一片纷乱的波。一个被缓缓倾斜的量子系统同样如此,它平稳地沿着自己的瞬时本征态前行,而不会泼洒到别的状态里去。
多慢才算足够慢,取决于能级的间距:变化必须相对于由通往邻近状态的能隙所设定的固有时间尺度而言是渐进的。这条定理支撑着把量子系统从一种位形温和地导向另一种位形的方法,包括绝热量子计算中的方案。它也为贝里相位搭好了舞台——当一个状态的条件被缓缓绕一圈循环时,它所获得的那个微妙的几何扭转。
change slow vs. ℏ / (energy gap)² ⇒ stays in the same level
相对于能隙所定的时间尺度足够缓慢地改变条件,系统便会乘着自己的瞬时本征态前行。
在能级避免交叉处,两条能级彼此靠得极近,定理可能失效。那里能隙缩小,「足够慢」的条件变得极其苛刻,系统可能泄漏到另一条能级上去。
又称
另见