問題文
1次元量子調和振動子のハミルトニアンを
H=2mp^2+21mω2x^2
とする。ここで m>0、ω>0 であり、
[x^,p^]=iℏ
が成り立つ。
生成消滅演算子を
a=2ℏmωx^+2mℏωip^
および
a†=2ℏmωx^−2mℏωip^
と定義する。
∣n⟩ を H の規格化されたエネルギー固有状態とし、その位相は
a∣n⟩=n∣n−1⟩,a†∣n⟩=n+1∣n+1⟩
を満たすように選ぶ。
時刻 t=0 において、系は
∣ψ(0)⟩=N(A∣0⟩+B∣2⟩+C∣4⟩)
で表される状態にある。ここで N は正の規格化定数である。
その後、外力や測定を加えず、時間に依存しないハミルトニアン H のもとで時間発展させる。
時刻 t≥0 における位置の四次モーメントを
M(t)=⟨ψ(t)∣x^4∣ψ(t)⟩
とする。
M(t) が t≥0 で取り得る最大値を Mmax、最小値を Mmin とする。
制約
- A=63(無次元)
- B=6(無次元)
- C=32(無次元)
入力形式
無次元比
R=MminMmax
を既約分数
R=qp
と表す。
入力すべき自然数は p+q とする。