<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN">
<HTML><HEAD>
<META http-equiv=Content-Type content="text/html; charset=utf-8">
<META content="MSHTML 6.00.6000.16788" name=GENERATOR>
<STYLE></STYLE>
</HEAD>
<BODY 
style="WORD-WRAP: break-word; -webkit-nbsp-mode: space; -webkit-line-break: after-white-space" 
bgColor=#ffffff>
<DIV><FONT face="Courier New" size=2></FONT>&nbsp;</DIV>
<BLOCKQUOTE 
style="PADDING-RIGHT: 0px; PADDING-LEFT: 5px; MARGIN-LEFT: 5px; BORDER-LEFT: #000000 2px solid; MARGIN-RIGHT: 0px">
  <DIV style="FONT: 10pt arial">----- Original Message ----- </DIV>
  <DIV 
  style="BACKGROUND: #e4e4e4; FONT: 10pt arial; font-color: black"><B>From:</B> 
  <A title=gregory.woodhouse@gmail.com 
  href="mailto:gregory.woodhouse@gmail.com">Gregory Woodhouse</A> </DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>To:</B> <A title=plt-scheme@list.cs.brown.edu 
  href="mailto:plt-scheme@list.cs.brown.edu">PLT List</A> </DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>Sent:</B> Thursday, January 01, 2009 8:33 
  PM</DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>Subject:</B> [plt-scheme] Currying and 
  physics</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>It seems to me that operators actually provide a more direct analog to 
  currying than the (classical) fields discussed in that note. In elementary 
  quantum mechanics, a particle is represented by a wave function (a complex 
  valuied function of time and position). Observable quantities (or just 
  observables) correspond to (linear) operators on the space of so-called wave 
  functions. For example, in one dimension, position corresponds to i h bar (the 
  imaginary unit times Planck's constant divided 2 pi) times differentiation 
  with respect to x). In LaTeX, that's</DIV></BLOCKQUOTE>
<DIV><FONT face="Courier New" size=2>You probably mean (linear) momentum. 
Position&nbsp;can be&nbsp;represented by an operator (function, functional) Ψ 
-&gt; xΨ. The probability to find the particle at position x&nbsp;at time t 
is:</FONT></DIV>
<DIV><FONT face="Courier New" size=2>integral over x of Ψ*(x,t) x Ψ(x,t) divided 
by</FONT></DIV>
<DIV><FONT face="Courier New" size=2>the integral over x&nbsp;of Ψ*(x,t) 
Ψ(x,t)</FONT><FONT face="Courier New"><FONT size=2>,</FONT></FONT></DIV>
<DIV><FONT face="Courier New"><FONT size=2>where Ψ*</FONT></FONT><FONT 
face="Courier New"><FONT size=2> is the complex conjugate of 
Ψ.</DIV></FONT></FONT>
<DIV><FONT face="Courier New" size=2>In this case momentum is represented by the 
function Ψ -&gt;&nbsp;(iħ/2π)(δΨ/δx).</FONT></DIV>
<DIV><FONT face="Courier New" size=2>You could have choosen Ψ(x)=1/(1+x^2) as a 
function with finite norm,</FONT></DIV>
<DIV><FONT face="Courier New" size=2>or in three dimensions 
1/(1+x^2+y^2+z^2)</FONT></DIV>
<DIV><FONT face="Courier New" size=2>In practice wave functions are often 
represented by time independent vectors (called kets) in a Hilbert 
space.</FONT></DIV>
<DIV><FONT face="Courier New" size=2>Which functions Ψ</FONT><FONT 
face="Courier New"><FONT size=2> are to be included in this space is determined 
by the law of conservation of energy. In quantum mechanics this law says: HΨ=EΨ, 
where H is the so called Hamiltonian (an operator representing energy) and E a 
real number. The equation must be solved for both Ψ and E (and the solution 
usually consists of an infinite number of pairs Ψ and E) By using the symmetry 
properties of the system being studied, many parts of the integrals can be 
simplified to summations.</DIV></FONT></FONT>
<DIV><FONT face="Courier New" size=2>Jos</FONT></DIV>
<DIV><FONT face="Courier New"><FONT size=2><FONT face="Courier New" 
size=2></FONT></FONT></FONT>&nbsp;</DIV>
<DIV><FONT face="Courier New"><FONT size=2><FONT face="Courier New" 
size=2></FONT></FONT></FONT>&nbsp;</DIV>
<DIV><FONT face="Courier New"><FONT size=2><FONT face="Courier New" 
size=2></FONT></FONT></FONT>&nbsp;</DIV>
<DIV><FONT face="Courier New"><FONT size=2><FONT face="Courier New" 
size=2></FONT></FONT></FONT>&nbsp;</DIV>
<BLOCKQUOTE 
style="PADDING-RIGHT: 0px; PADDING-LEFT: 5px; MARGIN-LEFT: 5px; BORDER-LEFT: #000000 2px solid; MARGIN-RIGHT: 0px">
  <DIV>&nbsp;</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV><SPAN class=Apple-style-span 
  style="FONT-SIZE: 11px; FONT-FAMILY: 'Lucida Grande'; -webkit-border-horizontal-spacing: 2px; -webkit-border-vertical-spacing: 2px">P 
  = i\hbar \frac{\partial}{\partial x}</SPAN></DIV>
  <DIV><FONT class=Apple-style-span face="'Lucida Grande'" size=3><SPAN 
  class=Apple-style-span 
  style="FONT-SIZE: 11px; -webkit-border-horizontal-spacing: 2px; -webkit-border-vertical-spacing: 2px"><BR></SPAN></FONT></DIV>
  <DIV><FONT class=Apple-style-span face="'Lucida Grande'" size=3><SPAN 
  class=Apple-style-span 
  style="FONT-SIZE: 11px; -webkit-border-horizontal-spacing: 2px; -webkit-border-vertical-spacing: 2px">So, 
  if psi (the letter traditionally used to represent wave functions) is x^2, 
  then Px is 2i \hbar x (never mind the fact that it isn't square integrable). 
  So, if you think of the probability density for position being function of 
  both the observable (in this case, position) and the quantum state, you take 
  the first input variable (the observable) and generate a function (or, as some 
  people like to say, functional) that can be applied to to the wave function to 
  give you a new function (this time of the interval over which you are 
  integrating), then you take the integral (another function!) to get the 
  expected position. Without that last step, you get yet another function the 
  norm of which is the probability density of position.</SPAN></FONT></DIV>
  <P>
  <HR>

  <P></P>_________________________________________________<BR>&nbsp; For 
  list-related administrative tasks:<BR>&nbsp; 
  http://list.cs.brown.edu/mailman/listinfo/plt-scheme<BR></BLOCKQUOTE></BODY></HTML>