Heisenbergformalismerna

Heisenbergformalismerna är en grupp kvantmekaniska formalismer som är associerade med Werner Heisenberg och särskilt Heisenbergs bild (Heisenberg picture). I denna formulering utvecklas tidens dynamik främst genom observablernas – dvs. operatorernas – tidsberoende, medan tillståndsvärdena i allmänhet står stilla om Hamiltonianen är tidsoberoende. Observablernas tidsutveckling följer Heisenbergs ekvation av rörelse: dA/dt = (i/ħ)[H,A] + (∂A/∂t). Denna relation styr hur varje operator förändras i tiden.

Formalismerna är matematiskt ekvivalenta med Schrödingers bild, där tillståndet utvecklas i tid medan operatorerna är tidsoberoende, och med interaktionsbilden som blandar de två. Valet av bild påverkar i praktiken beräkningsstrategier och tolkningar, medan fysiken är densamma.

Historiskt utvecklades Heisenbergs bild i Heisenbergs arbete om matrixmekanik 1925. Det visades senare att Heisenbergs bild och Schrödingers bild är två ekvivalenta sätt att beskriva kvantmekaniken, och att interaktionsbilden erbjuder en praktisk kombination av de två. Inom kvantfältteori används Heisenbergs bild ofta särskilt i samband med fältoperatorer och deras tidsutveckling, där kommutatorrelationer och symmetrier fångas naturligt i formaliseringen.

Sammanfattningsvis utgör Heisenbergformalismerna ett av de grundläggande sätt att uttrycka kvantmekanikens dynamik, där fokus ligger på hur observabler förändras över tid, medan tillståndens tidsutveckling kan ses som rest i bilden.