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MI COLECCIÓN DE PROBLEMAS RESUELTOS : INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA CUÁNTICA (VOLVER A LOS ENUNCIADOS)
 
Supongamos que  y Ê "casi" poseen una base propia común; concretamente, supongamos que cuando se desarrollan los vectores propios de Ê en función de los vectores propios de Â, se tiene :



a) verificar que este desarrollo es compatible con la ortonormalidad de ; es decir, probar que si , también será

b) Desarrollar los vectores propios de  en función de los vectores propios de Ê.

c) Probar que si MA da uno cualquiera de los valores A3, A4, ... , An , entonces M'A dará necesariamente el mismo resultado.

d) Probar que si MA da el valor A1, existe entonces una probabilidad 5/8 de que M'A dé A1 y una probabilidad 3/8 de que M'A dé A2
Respuesta 8
Con la hipótesis de que es una base ortonormal de vectores propios, para n > 3 todos los serán ortogonales entre sí y de norma unidad. Veamos que ocurre para los otros casos :



y esto es así , por ser ortonormales.

Análogamente :



Y también :



Para n > 3 , resulta fácil comprobar que se tiene en todos los casos:



todo ello en función de que es una base ortonormal.

b) Para desarrollar los vectores propios de  en función de los vectores propios de Ê consideramos únicamente los dos primeros, pues por la relación del enunciado, para n > 3 se tendrá trivialmente . Así pues, resulta fácil obtener :



y el desarrollo de los vectores propios de  en función de los de Ê es el mismo que para obtener los vectores propios de Ê en función de los de Â.

Esto se podría haber visto comprobando que la matriz de transformación es ortogonal y, en consecuencia, será su propia inversa.

c) Después de que MA dé uno cualquiera de los valores A3, A4, ... , An ,el sistema se encuentra en el estado , respectivamente.

Así pues, la medida de ME en el estado (con n > 3) nos dará :



y el sistema se encuentra en el estado ; Para obtener la medida de M'A en el estado hacemos :



y, por consiguiente, M'A da el mismo resultado que MA.

d) Las probabilidades respectivas las obtenemos mediante la expresión :



y para cada uno de los casos tenemos :



Siendo cada uno de los productos escalares



Sustituyendo estos valores en las expresiones anteriores, tenemos para cada una de las probabilidades :
Probabilidad de que M'A dé la medida A1 :

Probabilidad de que M'A dé la medida A2 :


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