Dalla disuguaglianza di Schwartz alla relazione di indeterminazione
mercoledì, Dicembre 28th, 2022Algebra dei ket
dove f,g sono continue in [a,b], nota come disuguaglianza di Schwarz. In realtà, questo è un caso particolare giacché stiamo considerando funzioni da [a,b] a R. Più in generale, denotiamo con C°([a,b]) l'insieme delle funzioni continue in [a,b] e a valori in C. Come è noto, tale insieme può essere strutturato come spazio vettoriale sul campo complesso. Introducendo poi il prodotto scalare
il predetto spazio assume la struttura di spazio di Hilbert. E quindi la nozione di norma:
In tale formalismo la disuguaglianza di Schwartz assume la forma più compatta:
valida ovviamente anche nel campo reale (qui abbiamo uno spazio euclideo (infinito dimensionale) anziché uno spazio di Hilbert).
Passiamo ora all'algebra dei ket
essendo
Per dimostrare la disuguaglianza di Schwartz, costruiamo una arbitraria combinazione lineare:
Segue
In virtù dell'arbitrarietà di λ
cioè l'asserto.
Ciò premesso, consideriamo una osservabile quantistica A relativa a un assegnato sistema quantistico rappresentato da uno spazio di Hilbert H. A sua volta tale osservabile sarà rappresentata da un operatore hermitiano che indichiamo con lo stesso simbolo. Il valore di aspettazione di A in un generico stato quantistico |ψ> di H è
Definiamo l'operatore hermitiano
Quindi calcoliamo il valore di aspettazione
noto come dispersione dell'osservabile A nel predetto stato. Sviluppando il quadrato e dopo semplici calcoli: