Hamiltonian operator
The hamiltonian
Position-momentum system
For a typical position-momentum single-particle system with time-independent potential, the hamiltonian is given by
where
Verification of hermiticity
Let
where ๐ , ๐ โ ๐ฟ 2 ( ๐ ) is some infinite space. Then ๐ โจ ๐ | ห ๐ป ๐ โฉ = โซ ๐ ๐ โ ( โ โ 2 ๐ โ 2 ๐ + ๐ ๐ ) ๐ ๐ = โซ ๐ ๐ โ ๐ ๐ ๐ ๐ โ โ 2 ๐ โซ ๐ ๐ โ โ 2 ๐ ๐ ๐ Since
is real-valued, applying ^GE1 twice, and using the fact that both wavefunctions and all derivatives are zero at the boundary ๐ ๐ ๐ โจ ๐ | ห ๐ป ๐ โฉ = โซ ๐ ( ๐ ๐ ) โ ๐ ๐ ๐ โ โ 2 ๐ ( โฎ ๐ ๐ ๐ โ โ ๐ โ ๐ ๐ โ โซ ๐ โ ๐ โ โ โ ๐ ๐ ๐ ) = โซ ๐ ( ๐ ๐ ) โ ๐ ๐ ๐ โ โ 2 ๐ ( โซ ๐ ๐ โ 2 ๐ โ ๐ ๐ โ โฎ ๐ ๐ ๐ โ ๐ โ โ ๐ ๐ ) = โซ ๐ ( ๐ ๐ ) โ ๐ ๐ ๐ โ โ 2 ๐ โซ ๐ ( โ 2 ๐ ) โ ๐ ๐ ๐ = โจ ห ๐ป ๐ | ๐ โฉ as required.