Estat de Fock

Funció de Wigner d'un estat de Fock en número de fotons n=2.

Un estat de Fock, en mecànica quàntica, és qualsevol estat del espai de Fock en un número ben definit de partícules en cada estat. El nom es deu a Vladimir Fock. D'acort en la mecànica quàntica el número de partícules d'un sistema quàntic, en un estat físic totalment general, no té per qué estar ben definit resultant possible en fer una mida del número de partícules diferents resultats. No obstant, en certs casos el sistema pot tindre un estat físic peculiar en el que el número de partícules sí estiga totalment ben definit, els estats en els que això succeïx són precisament els estats de Fock.

Explicació

Si nos llimitem, per simplicitat, a un sistema en un sol tipo de partícula i un sol modo (en lo que formalment estem descrivint un oscilador harmònic), un estat de Fock es representa per |n>, a on n és un valor sancer. Açò significa que hi ha n quants d'excitació en eixe modo. Aixina, |0> correspon a l'estat fonamental (sense excitació), o estat que representa el buit quàntic (açò és diferent de 0, que és el vector nul que no és un estat possible del sistema al no ser un vector unitari, vore més avall).

Els estats de Fock formen la forma més convenient de base del espai de Fock. Estan definits per a seguir les següents relacions en àlgebra bosónica:

A on a (resp. a^†) és l'operador bosónico d'aniquilació (resp. creació). Per a àlgebra fermiónica se seguixen relacions similars.

L'etiquetage dels estats de Fock per mig d'un número entero es justifica si introduïm el operador número de partícules definit com a N = a^†a. Si apliquem este operador a un estat etiquetat com a n que satisfaça les relacions (1) es pot comprovar que:

Açò permet comprovar que <a^†a>=n, de fet els estats de Fock són autovectores de l'operador número de partícules i, per tant, Var(a^†a)=0. Això implica que la mida del número de partícules N = a^†a en un estat de Fock sempre resulta en un valor definit, sense fluctuacions.

Vore també

• Espai de Fock, Teoria quàntica de camps.
• Operadors creació i destrucció