2020/06/04日記【実は量子力学おもしろいのでは】

久しぶりに８時に起きた。今日の朝はとても快適な気温だったので目覚めが良かった。永遠にこんな気温であっていと思ったが、午後にはその夢は潰えた。

そんなわけもあって9時半から勉強していた。まずは量子力学。いよいよ量子力学(Ⅰ)の教科書もクライマックスで、スピン軌道相互作用、角運動量の合成、正常ゼーマン効果、そしてラーマーの歳差運動まで一気にやった。

量子力学のここら辺を勉強していると、いかに授業を受けていた時にわかっていなかったがわかって面白い（面白がっている場合ではない）。言葉は聞いたことあるけど、どういう意味や概念なのかは知らないみたいな単語の総ざらいができた。初めの項のメインであるスピン軌道相互作用とは、磁場中に原子を置くと軌道角運動量とスピン角運動量が互いに反対向きになるようにはたらく相互作用のこと。軌道運動によって円電流的な磁場ができるのに対し、スピンによって電子自体が磁石のようになるのでこれらが相互作用する（力を及ぼしあう）ということだった。前回のp状態の縮退が解けるのはこれによるもの。そしてこのようにエネルギー準位が分裂することを微細構造という。

なるほどな～～～となった。逆に今までこんな大事なことも理解できていなかったのかと思うとつらくなるが、それよりも、量子力学面白いなあという気持ちの方が大きい。こんなに面白いのに授業理解できなかったのは何だったんでしょうね。もったいないことした。あれの評価Sじゃなかったし。

ラーマーの歳差運動については、そもそも力学の歳差運動をやっていないのでふーんという感じで流したが、要は2成分同時に振動する解が出てくるから首振り運動（歳差運動）になる、というのを量子力学的にハイゼンベルク方程式で証明していた。早く力学の歳差運動をやれ。

この教科書で残すはあと1項、異常ゼーマン効果のみ。1つの区切りが見えてきて嬉しい。

統計力学は大正準集団の分布関数のところで詰まってしまった。大分配関数の一番初めにあるΣとeの肩に乗っているΣの区別ができなくて、式をいじることができなくなってしまった。前者は全微視的状態について、後者はある微視的状態の各準位についての和というのはわかっているのだが、ぱっとイメージができないので苦労している。Σを計算するときは頭で和を走らせるようなアニメーションを想像しているのだが、今回のそれはどう向きに走ればいいのかがわかっていないので和を実行できない。とりあえず今日のところは一度図に起こしてみて和の走らせ方をイメージする練習をした。明日もう一回同じ問題に取り組んで、スムーズにイメージできるか、そして計算を実行できるかを試したい。

今日はこんなところ。最近Twitterがお料理bot化してきている気がするが、それぐらいしか話題がないのだから仕方ない。

明日は金曜、上述の統計のやり直しと、あとは今後の数学の勉強の仕方の方針決めくらいまでできれば御の字かと思う。ミュークルドリーミー5話の配信を楽しみにしている。