สถานะคงที่

สถานะคงที่ () คือ ระบบที่ยังคงมีสถานะเป็นเช่นเดิมเมื่อเวลาผ่านไปไม่ว่าผู้สังเกตจะสังเกตอย่างไร เมื่อพิจารณาในกรณีที่อนุภาคเป็นอนุภาคเพียงตัวเดียว หมายความว่าเราสามารถจะอธิบายสถานะของอนุภาคได้โดยอาศัยความน่าจะเป็นในการกระจายตัวของอนุภาคนั้น นั่นก็คืออนุภาคจะมีการกระจายตัวอย่างคงที่โดยขึ้นกับตำแหน่ง ความเร็ว สปิน และปัจจัยอื่น ๆ 

ในเชิงของกลศาสตร์ควอนตัม สถานะคงที่ก็คือสถานะควอนตัมของอนุภาคที่อธิบายได้จากการแก้ปัญหาของสมการชเรอดิงเงอร์ที่ไม่ขึ้นกับเวลา

เมื่อ
  คือ สถานะควอนตัม โดยที่จะเป็นสถานะคงที่ได้ ถ้าเป็นจริงตามสมการ
  คือ ตัวดำเนินการแฮมิลโทเนียน
 คือ จำนวนจริงที่สอดคล้องกับค่าพลังงานไอเกนส์สถานะของ 
เราเรียกสมการนี้ว่าสมการค่าไอเกนส์ ซึ่ง  เป็นตัวดำเนินการเชิงเส้นบนเวกเตอร์สเปซหรือปริภูมิที่พิจารณา,  เป็นไอเกนส์เวกเตอร์ของ  และ  เป็นค่าไอเกนส์

ถ้าเราพิจาณาสถานะคงที่ของ  โดยใช้สมการของชเรอดิงเงอร์เข้ามาอธิบาย จะได้ผลลัพธ์เป็นไปตามสมการ

สมมติให้   เป็นตัวดำเนินการที่ไม่ขึ้นกับเวลา ดังนั้นเราจะสามารถอธิบายการเปลี่ยนแปลงของ  ที่ขึ้นกับเวลาโดยใช้สมการเชิงอนุพันธ์ ซึ่งจะมีคำตอบเป็น

ดังนั้นสถานะคงที่ที่เป็นไปตามคำตอบของสมการก็คือคลื่นนิ่งที่สั่นด้วยเฟสแฟกเตอร์เชิงซ้อนโดยมีค่าความถี่เชิงมุมในการสั่นเท่ากับอัตราส่วนพลังงานต่อค่าคงที่แบบลดทอนของพลังค์ ()

 สมบัติของสถานะ 
จากข้างต้นจะเห็นได้ว่า สถานะหยุดนิ่งไม่ใช่ค่าคงที่

แต่อย่างไรก็ตามสมบัติของสถานะที่สามารถสังเกตได้จะออกมาอยู่ในรูปของค่าคงที่ที่เป็นค่าจริง ยกตัวอย่างเช่น เป็นสถานะที่ใช้แทนการอธิบายสมบัติของฟังก์ชันคลื่น  ของอนุภาคหนึ่งตัวที่เคลื่อนที่ใน 1 มิติ โอกาสที่เราจะพบอนุภาคในแนวการเคลื่อนที่ x คือ

คำตอบที่ออกมาจะสังเกตเห็นว่าไม่ขึ้นเวลา เนื่องจากสมการต่าง ๆ ที่กล่าวมาสมมติให้ตัวดำเนินการแฮมิลโทเนียนไม่ขึ้นกับเวลา

หมายความว่าสถานะคงที่จะเกิดขึ้นเฉพาะในระบบที่ที่ถูกจำกัดให้อยู่นิ่งที่สุด ตัวอย่างเช่น อิเล็กตรอน 1 ตัวที่อยู่ในระดับชั้น s ในอะตอมของไฮโดรเจนจะอยู่ในสถานะคงที่ แต่หากอะตอมไฮโดรเจนทำปฏิกิริยากับอะตอมอื่น อิเล็กตรอนก็จะสูญเสียความเป็นสถานะคงที่เนื่องจากถูกรบกวน

 แหล่งอ้างอิง 
 https://truecrimson.wordpress.com/2010/12/20/how-to-study-basic-quantum-theory/
http://www.neutron.rmutphysics.com/physics-glossary/index.php?option=com_content&task=view&id=1807&Itemid=52

หมวดหมู่:กลศาสตร์ควอนตัม