Binnenkort geef ik een samenvatting van de stappen die ondertussen gezet zijn. De reactie van Swartz en het interessante filmpje dat hij aangeeft zetten mij ertoe aan om eerst nog eens een volgende stap te behandelen. Dit betreft:
De golffunctie en de Fouriertransformatie
De golffunctie past op het eerste gezicht niet in het beeld dat we tot nu toe neergezet hebben. Objecten worden in ons verhaal vertegenwoordigd door gesloten deelruimtes van de Hilbertruimte en niet door functies. Het is wel mogelijk om (passende) functies te koppelen aan een enkele Hilbert vector. Dat kan bijvoorbeeld door de functie weer te geven als de verzameling van de inproducten van de betreffende vector met de eigenvectoren van een normale operator. Deze vormen namelijk een orthonormale basis van de Hilbertruimte. De bijbehorende eigenwaarde kan dan als parameter gebruikt worden. De vector is onderdeel van een straal. Op deze wijze hebben we echter nog slechts een eendimensionale deelruimte. Eerder hebben we al betoogd dat er bij elke deelruimte die een object vertegenwoordigt een karakteristieke vector hoort. Deze is nodig om de locatie van deelruimte in de Hilbertruimte voldoende nauwkeurig aan te kunnen geven. Die kunnen we gebruiken om de golffunctie te construeren.
Met de operator Q, zijn eigenvectoren {|q>}, de eigenwaarde q van Q voor |q> en de vector |f> ontstaat de functie f(q) = <q|f>.
De golffunctie f(q) is een voorbeeld van een aanzicht. Dat aanzicht wordt dus bepaald door een vector en een normale operator. Bij de positie operator Q hoort via een Fouriertransformatie een canonisch geconjugeerde operator P. Deze Fouriertransformatie laat zich definiëren via het inproduct van de eigenvectoren van Q en P.
<q|p> = <p|q>* = exp (2πï∥q∥∥p∥/h)
|q> is eigenvector van Q met eigenwaarde q.
|p> is eigenvector van P met eigenwaarde p.
π is het getal pi.
h is een constante (die naar Planck genoemd wordt). We gebruiken ook ħ = h / (2π).
ï is een 2n-onisch imaginair basisgetal met norm 1.
De hierboven gedefinieerde Fouriertransformatie zet het Q-aanzicht om in een P-aanzicht en de inverse transformatie zet het P-aanzicht om in een Q-aanzicht. Dat geldt voor alle Hilbert vectoren |f> die zich op deze wijze laten weergeven.
De Fouriertransformatie opereert in een complexe deelruimte. In hoger dimensionaal verband brengt het imaginaire getal ï een richting met zich mee. We zullen in onze theorie de Fouriertransformatie voornamelijk lokaal gebruiken. Dus niet over het volle bereik van de complexe deelruimte.
<q|f> = ∑p (<q|p><p|f>)
<p|f> = ∑q (<p|q><q|f>)
Door de definitie van de Fouriergetransformeerde kan de operator P gezien worden als de verplaatsingsgenerator van Q.
P = ïħ∂/∂∥q∥
Daardoor geldt de commutatierelatie
[P,Q] = PQ-QP = ïħ
De richting van ï heeft dus kennelijk iets te maken met de richting van p.
Let op: De hier gedefinieerde Fouriertransformatie geldt voort 2n-onen, maar heeft zijn werkgebied alleen in een complexe deelruimte van de 2n-on ruimte!