例题7.9
在口袋模型中,假设两个质量为 的夸克之间的相互作用为
其中, 为两个夸克之间的距离,
与
分别为两个夸克的泡利算符,作用强度
,问当
取什么值时,才能使得两个夸克束缚在一起。
解:若令两个夸克的总自旋算符为
(1)
则位势可以改写成
(2)
体系的哈密顿算符为
(3)
式中, 是两个夸克的折合质量。由上述两式可知,力学量的完全集为
,波函数可以写成空间部分与自旋部分的乘积形式,即
(4)
在上述状态之下计算哈密顿算符的平均值
(5)
式中,
(6)
显然,(5)式中的算符就是球谐振子的哈密顿算符,只不过是角频率与总角动量的量子数 有关而已,欲使其有束缚态解,则要求
(7)
或者
(8)
所以,两个夸克形成束缚态的条件为
例题7.10
两个自旋为 的全同粒子,同处于宽度为
的非对称无限深势阱之中,若两粒子之间的相互作用可以忽略,求体系的基态与第一激发态的能量和波函数。
解:非对称无限深势阱的解是已知的,由于 与自旋无关,所以单粒子的本征值及本征态是
(1)
(2)
式中,第
个粒子的磁量子数
。
(3)
对于基态而言, ,
(4)
(5)
对于第一激态, ,
(6)