从量子谱到经典轨道:圆形腔中的弹子球

用半经典的方法来研究粒子经典运动已成为处理某些量子问题必不可少的工具。周期轨道理论已经成为人们研究定态体系的量子谱和所对应粒子经典运动的关系的主要工具。本文应用周期轨道理论,运用量子谱函数,这种量子谱函数的傅利叶变换包含了体系内许多经典轨道的信息。以二维无限深圆环势阱为例,利用它们的能量本征值和本征函数,用态密度公式计算周期轨道的情况下,量子能态密度的傅立叶变换ρ(L)。在ρ(L)2随L变化的函数图像中得到了一系列的峰,量子峰的位置与用经典方法得到的轨道长度符合得很好,这不但证明经典行为和量子行为具有很好的对应,同时也显示这种半经典的方法是连接经典与量子的一座很好的桥梁。