金钥匙了一样。”
颜柯利教授眉头微不可察地一皱,心中对秦风的评价又低了几分。在他看来,这更像是强行挽尊的开场白。
然而,秦风接下来的话,却让所有人的表情开始发生微妙的变化。
“首先,关于第一问:推导该系统的修正薛定谔方程。”秦风伸出手指,指向黑板上的第一个问题,语气不疾不徐,条理清晰。
“我们知道,标准的薛定谔方程i???tΨ(r,t)=h^Ψ(r,t)i\\hbar\\frac{\\partial}{\\partialt}\\psi(\\athbf{r},t)=\\hat{h}\\psi(\\athbf{r},t)i??t?Ψ(r,t)=h^Ψ(r,t)描述了量子系统波函数的演化。对于玻色-爱因斯坦凝聚态(bEc),其哈密顿量通常可以由Gross-pitaevskii方程的哈密顿密度积分得到,主要包含动能项、外势阱项以及原子间的相互作用项。”
台下一些对凝聚态物理略有涉猎的学生,听到这里,不由得微微点头。这部分内容,虽然超纲,但还在他们能够理解的范畴。
“金丝眼镜兄”嘴角撇了撇,心想:“哼,不过是背了点定义而已,谁不会?”
秦风仿佛没有看到他的表情,继续说道:“而本题的关键在于引入了‘局域化的负能量密度场’。这个场的存在,必然会与bEc发生相互作用,从而修正原有的哈密顿量。”
“如何修正?我认为,可以从系统的拉格朗日密度入手。我们构建包含bEc场Ψ\\psiΨ和负能量密度场?\\phi?的总拉格朗日密度Ltotal=LbEc(Ψ)+Lfield(?)+Lt(Ψ,?)\\athcal{L}_{total}=\\athcal{L}_{bEc}(\\psi)+\\athcal{L}_{field}(\\phi)+\\athcal{L}_{t}(\\psi,\\phi)Ltotal=LbEc(Ψ)+Lfield(?)+Lt(Ψ,?)。其中,Lt\\athcal{L}_{t}Lt就是描述两者相互作用的项。”
秦风顿了顿,目光扫过台下,看到不少人已经露出了迷茫的表情。
他微微一笑,继续道:“这个相互作用项的具体形式,取决于负能量密度场的性质。但通常,我们可以假设它与bEc的密度iΨi2|\\psi|^2iΨi2成正比,或者与bEc的流密度有关。例如,可以取一个简单的形式,如Lt=giΨi2?\\athcal{L}_{t}=g|\\psi|^2\\phiLt=giΨi2?,其中ggg是耦合常数。”
“通过对总拉格朗日密度进行变分,得到场方程,然后进行正则量子化,我们就可以得到修正后的哈密顿量h^′=h^bEc+h^t\\hat{h}'=\\hat{h}_{bEc}+\\hat{h}_{t}h^′=h^bEc+h^t。将这个修正后的哈密顿量代入薛定谔方程,即可得到该系统的修正薛定谔方程。”
秦风的语速不快,但每一个字都清晰无比,逻辑链条层层递进,严谨得如同教科书一般。
教室里,渐渐安静下来。
那些原本等着看笑话的学生,脸上的嘲讽之色慢慢褪去,取而代之的是一丝困惑,和一丝……难以置信。
“他……他好像不是在胡说八道?”
“拉格朗日密度?正则量子化?这些不是研究生课程才会接触到的东西吗?”
“金丝眼镜兄”脸上的不屑早已消失,取而代之的是一片凝重。他发现,秦风所说的每一个步骤,虽然他无法完全理解其深层含义,但从逻辑上听起来,似乎……并没有什么明显的漏洞!