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[科普中国]-角动量图

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出现在量子力学以及其应用如多体问题、量子化学等领域中,角动量图是一种图形表示法,用以代表一量子系统的角动量量子态,使得相关计算能以符号形式推演。此方法的箭号将角动量态与狄拉克符号连结。

此方法是由立陶宛物理学家阿朵发斯‧朱西斯(英语:Adolfas Jucys)于20世纪发明。在量子力学以及量子场论领域中,形似的符号表示法尚有费曼图与彭罗斯图形符号。这些图样包含有箭头与顶点,有些还有量子数的标记。

简介出现在量子力学以及其应用如多体问题、量子化学等领域中,角动量图是一种图形表示法,用以代表一量子系统的角动量量子态,使得相关计算能以符号形式推演。此方法的箭号将角动量态与狄拉克符号连结。

此方法是由立陶宛物理学家阿朵发斯‧朱西斯(英语:Adolfas Jucys)于20世纪发明。在量子力学以及量子场论领域中,形似的符号表示法尚有费曼图与彭罗斯图形符号。这些图样包含有箭头与顶点,有些还有量子数的标记。1

狄拉克符号与朱西斯角动量图的等价角动量量子态单一粒子带有总角动量量子数j与总磁量子数m=j,j− 1, ..., −j+ 1, −j,其量子态矢量以狄拉克符号的右矢(Ket)标记为|j,m⟩,其图形则为单箭头的箭号。有一相对应的左矢(Bra)为⟨j,m|,其图形为双箭头的箭号,指向与右矢相反。2

潘洛斯图形符号数学与物理学中,潘洛斯图形符号(英语:Penrose graphical notation)或称张量图符号(tensor diagram notation)是多线性函数或张量的一种图形表示法,由罗杰·潘洛斯所提出。

这样的图有多种几何图案,之间由线段相连。Predrag Cvitanović曾深入研究此方法,将之用在古典李群的分类上。

透过表示论,此方法也被推广至物理学中的自旋网络,以及线性代数中矩阵群相关的迹数图。2

费曼图费恩曼图(英语:Feynman diagram)是美国物理学家理查德·费曼(即费恩曼)在处理量子场论时提出的一种形象化的方法,描述粒子之间的相互作用、直观地表示粒子散射、反应和转化等过程。使用费恩曼图可以方便地计算出一个反应过程的跃迁概率。

在费恩曼图中,粒子用线表示,费米子一般用实线,光子用波浪线,玻色子用虚线,胶子用圈线。一线与另一线的连接点称为顶点。费恩曼图的横轴一般为时间轴,向右为正,向左代表初态,向右代表末态。与时间轴方向相同的箭头代表正费米子,与时间轴方向相反的箭头表示反费米子。2

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本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所