(1323) המילטוניאן של מערכת 4 אתרים

נתונה מערכת 4 אתרים המסודרים בצורת "ריבוע". אנרגית הקשר של כל האתרים זהה. כל האתרים מחוברים זה לזה (גם אלכסונית). אמפליטודת הקפיצה בין כל שני אתרים היא \( c \). אין שדה מגנטי.

  1. רשמו את מטריצת ההמילטוניאן שמתארת את המערכת.
  2. הראו שההמילטוניאן מתלכסן בבסיס התנע. מה הן האנרגיות העצמיות?
  3. רישמו את ההמילטוניאן באמצעות אופרטור ההזזה \( D \).
  4. רישמו את ההמילטוניאן באמצעות אופרטור התנע \( p \).
  5. ודאו שהתוצאה של סעיף 4 תואמת את מה שמצאתם בסעיף 2.
  6. מה האנרגיות העצמיות אם אמפליטודות הקפיצה האלכסוניות הן  \( c_{\perp} \ne c \). 

טיפ: בסעיף 2 קל מאוד לראות איך ההמילטוניאן פועל על מצבי התנע אם מוסיפים \( c \) באלכסון. כך שלא נדרשת עבודה שחורה כדי לקבל את האנרגיות העצמיות.