6.1 Das Problem

PIC

PIC

Wir betrachten den Stoß zweier identischer Teilchen. Vor dem Stoß befindet sich ein Teilchen im Zustand y0'(x) und das andere im Zustand y0''(x). Diese Wellenfunktionen sollen sich vor dem Stoß nicht überlappen.

|----(1)--(2)----'--1--''--2-|
-y0(x--,x--)  =_ -y0(x-)y0(x-)

PIC

|-----------------------|
|y (x1,x2)  =_  y''(x1)y'(x2)|
--0----------0-----0----

PIC

Andererseits definieren wir („S“ bedeutet symmetrisch und „A“ antisymmetrisch):

          (      )           (       )
y(0S) =_   V~ 1 y0 + y0 , y(0A) =_   V~ 1 y0- y0
        2                   2

Die allgemeinste Beschreibung des Systems am Anfang ist:

        (A)     (S)      2    2
Y0  =_  ay 0 + by0  mit |a| = |b| = 1

Man bezeichnet dies als Austauschentartung. Zur Zeit t schreiben wir die Wellenfunktion als:

Y(x1,x2,t) = ay(A) + by(S)

Was ist die Wahrscheinlichkeitsdichte, eines der Teilchen in x' zu finden und das andere in x'', lautet:

                                 |-------------------------------------|
    ' ''       '  '' 2     ''  ' 2  |   2 || (A) '  '' ||2      2 || (S)  ' ''||2|
P (x ,x ) = |Y(x ,x )| +|Y(x ,x)| =-2| a|-.|y----(x-,x-)|-+2|b|-.|y---(x,x-)|--

Damit dieser Ausdruck unabhängig von a und b ist, muß |y(A)(x',x'')| = |y(S)(x',x'')| gelten. Im allgemeinen ist dies jedoch nicht gegeben. Betrachten wir beispielsweise Wellenpakete f, welche überlappen:

y = f'(x1,t)f''(x2,t)

Nehmen wir an, daß sich diese in einem Punkt y überlappen.

|y(S)(y,y)|=  V~ 1-.(f'(y)f''(y)+ f''(y)f'(y)) =  V~ 2|y'(y)y''(y)|/= 0
             2

|y(A)(y,y)| = 0 nach Definition

Es handelt sich also um einen Widerspruch!

6.1.1 Symmetriepostulat

Damit wollen wir nun das Symmetriepostulat einführen:


Entweder sind die Zustände alle symmetrisch (a = 0, b = 1) oder sind alle antisymmetrisch (a = 1, b = 0).