费曼传播子概率幅

费曼传播子概率幅量子力学对概率的计算方式引入了一项重大的改变

概率仍然是以实数表示,如同日常生活中常用的概率,然而量子力学的概率是由概率幅计算

而概率幅是复数

费曼为了避免读者接触到复数的数学,使用了一种简单但准确的代表,就是用一张纸上或一块屏幕上的箭头代表复数

(请千万不要把这些箭头与费曼图的箭头混淆,后者实际上代表着三维空间与一维时间在简化后所得的二维空间关系)这些幅箭头对描述量子理论的世界非常重要

对于为什么需要这些箭头,还没有任何令人满意的理由

但由于它们很实用,所以也只它们是所有量子现象描述中的重要组成部分

它们与日常熟知的概率间有一条简单的规则,就是一事件的发生概率是其辐箭头长度的平方

因此,若某过程含有两个概率幅v及w,则该过程的发生概率为或至于要使用加号还是乘号,规则还是与上文提及的一样

在你以为要加或乘概率的地方,此时要加或乘的却是概率幅,是复数

在复数理论中,加法和乘法是为人所熟知的运算,可用左图表示

加法的方法如下

把第二个箭头的起端接到第一个箭头末端,那么其和就是第三个箭头,由第一个箭头的起端指向第二个箭头的末端

两个箭头的积,就是一个长度为该两个箭头长度积的箭头

把两箭头相对于一参考方向的转动角度加起来,可得积箭头的方向,也就是积箭头相对于该参考方向的转动角度

把概率换成概率幅的这一转变,把数学变得更复杂了,但是基本手法仍然不变

但只是那个转变仍不是很足够,因为忽略了电子及光子都可以被极化这一点,也就是说必须考虑它们在时间和空间中的方向

因此实际上由16个复数(即概率辐箭头)组成

物理量{\displaystyle j}也有轻微的改变,在某些极化情况下需要旋转若干次的90°,而这点只需出现在详细的计算记录中

与电子可被极化这一点相关的,还有另一样必须的细节,就是电子是一种费米子,因此遵从费米-狄拉克统计

基本规则就是,若某复杂过程中有超过一个电子时,在计算其概率幅时,会包括(这通常是必须的)互补的费曼图,即图中的两个电子事件被交换了,这样所得的概率幅与交换前的值一样,但就会成了负值

最简单的例子,就是以A、B作起点,C、D作终点的两个电子

那么概率幅则为两个过程概率幅的“差”,即但从日常的概率中,这个情况时一般是会用和的

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