Decimos que [matemática] \ Psi (x_1, x_2) = \ psi_ {a} (x_1) \ psi_ {b} (x_2) [/ math]. ¿Cuál es la operación entre [matemáticas] \ psi_ {a} (x_1) [/ matemáticas] y [matemáticas] \ psi_ {b} (x_2) [/ matemáticas]? ¿Es el producto tensor, [matemática] \ psi_ {a} (x_1) \ otimes [/ matemática] [matemática] \ psi_ {b} [/ matemática] [matemática] (x_2)? [/ Matemática]

No, eso me parece altamente improbable. Preguntas como esta son por qué a las personas les gusta expresar la mecánica cuántica en el lenguaje de notación de Dirac. Con tal formalismo queda claro que las funciones de onda que ha escrito en la ecuación en realidad representan la proyección del vector de estado (o ket) en un espacio de posición.

[matemáticas] \ langle x_1, x_2 | \ Psi \ rangle = \ langle x_1 | \ psi_a \ rangle \ diamond \ langle x_2 | \ psi_b \ rangle [/ math]

Donde [math] \ diamond [/ math] representa nuestra operación misteriosa. Ahora, en términos generales, definimos el producto tensorial entre dos kets de forma arbitraria, no dos funciones de onda escritas específicamente en una base de posición. Esto se debe a que el producto tensor no es en realidad una operación en los kets mismos, ya que es una operación en los espacios de Hilbert en los que residen. Cuando escribimos algo como

[matemáticas] | x_1, x_2 \ rangle = | x_1 \ rangle \ otimes | x_2 \ rangle [/ math]

Estamos diciendo tomar el espacio de Hilbert que pertenece a [matemáticas] | x_1 \ rangle [/ math] y [math] | x_2 \ rangle [/ math] y construye un nuevo espacio de Hilbert que un nuevo vector de estado [math] | x_1, x_2 \ rangle [/ math] reside en. En la mecánica cuántica esto surge cuando queremos construir un operador de muchos cuerpos a partir de un conjunto de operadores de un cuerpo. Puede encontrar más formalismo matemático sobre el tema en Wikipedia: Producto tensorial de espacios de Hilbert (debo tener en cuenta que tampoco estoy completamente cómodo con el marco matemático de los productos tensoriales / directos).

La operación entre [math] \ psi_a [/ math] y [math] \ psi_b [/ math] en su ecuación es muy probable que sea solo multiplicación, especialmente si esto se enseña a nivel de pregrado. Escribir una función de onda de dos coordenadas como producto de funciones de onda de una coordenada se llama separación de variables y es una técnica que se usa a menudo para resolver ecuaciones diferenciales parciales, incluidas las que se encuentran en la mecánica cuántica.

Sí lo es. Sin embargo, debemos tener mucho cuidado con lo que estamos haciendo exactamente aquí (como siempre deberíamos con la mecánica cuántica). Soy un gran admirador de la notación de bra-ket, así que eso es lo que usaremos.

Entonces tenemos tres estados cuánticos: [matemática] | [/ matemática] [matemática] \ Psi \ rangle [/ matemática], [matemática] | [/ matemática] [matemática] \ psi_a \ rangle [/ matemática] y [matemática ] | [/ math] [math] \ psi_b \ rangle [/ math]. Como lo has escrito, tenemos

[matemáticas] | \ Psi \ rangle = | \ psi_a \ rangle | \ psi_b \ rangle = | \ psi_a \ rangle \ otimes | \ psi_b \ rangle [/ math]

Entonces, ¿por qué el producto tensorial? Pensemos en ello: ¿qué operación binaria de multiplicación puede tomar dos espacios de Hilbert y devolver un tercer espacio de Hilbert? Bueno, el producto tensor puede, y así es como lo hacemos.

A2A Sí, lo es. El producto tensor se usa para describir un sistema cuántico con muchas partes. P.ej. Dos partículas en su caso.

En efecto. Si se refiere a dos funciones de onda de partículas, es un producto tensor intermedio. En realidad, puede ser el producto exterior (también conocido como producto de cuña) o el producto simétrico dependiendo de si se trata de fermiones o bosones respectivamente, pero en general es un producto tensorial.

PD: No es necesario que sea solo un término después de todo. Puede tener un tensor no simple, que consta de dos o más de dichos términos.

La pregunta necesita ser calificada mejor. El producto tensor sería correcto si estuvieras hablando de la teoría cuántica de campos y estuvieras multiplicando operadores de campo. Pero en la mecánica cuántica probablemente solo multipliques funciones de onda de valores complejos, por lo que es un producto simple. En ese caso, el hecho de que un estado sea un producto simple significa que no está enredado.

https://en.wikipedia.org/wiki/Fo

Recuerdo vagamente que en mi clase se llamaba producto externo , no producto tensorial.

En contraste con el producto interno , que produce un escalar, no un tensor.