eigenstate

英 /ˈaɪɡənsteɪt/美 /ˈaɪɡənˌsteɪt/

n. 名词

本征态;特征态

词义说明

eigenstate 是量子力学中的核心术语,指一个量子体系处于某个力学量算符的本征态,即该算符作用于该状态时,给出一个常数(本征值)乘以该状态本身。本义源自德语 eigen(自身的、固有的)与 state(状态)的组合,强调状态是算符“自身”的、具有确定测量值的状态。引申义较少,主要在本义基础上用于描述物理体系具有确定性质的状态,如能量本征态、动量本征态等。各义项之间关系紧密,均围绕“算符的本征矢量所对应的状态”这一核心概念展开,没有明显的跨领域引申。

词源解析

eigenstate 由德语前缀 eigen-(意为“自己的、固有的”)和英语单词 state(状态)组合而成。eigen- 源自德语,在数学和物理术语中常表示“本征的”,如 eigenvalue(本征值)、eigenfunction(本征函数)、eigenvector(本征矢量)。构词逻辑为:算符作用于某个状态,若结果等于一个常数乘以该状态,则该状态是算符的 eigenstate。记忆时可拆分为 eigen(本征)+ state(态),并联想同根词 eigenvalue、eigenvector 等,形成“本征”词族,有助于系统记忆。

使用场景

eigenstate 主要出现在量子力学、凝聚态物理、量子化学等学术写作中,是专业术语,语气正式、客观。在学术论文、教科书、科研报告中频繁使用,用于描述体系的状态或测量结果。在科普文章或科学新闻报道中偶尔出现,但通常会附加解释。日常口语、商务邮件、法律文本、文学作品等场景几乎不使用该词。在学术语境下,eigenstate 的含义精确,不带有情感色彩,仅作为技术名词使用。

语法要点

eigenstate 是名词,可数,复数形式为 eigenstates。常见句型包括:be in an eigenstate of...(处于……的本征态)、the eigenstate of an operator(算符的本征态)、a superposition of eigenstates(本征态的叠加)。易错点在于:eigenstate 通常与介词 of 连用,后接算符或物理量,如 eigenstate of energy(能量本征态),而非 eigenstate for energy;另外,eigenstate 是可数名词,泛指时需加冠词或变为复数,如 an eigenstate、eigenstates。

近义辨析

eigenstate 与 eigenfunction 近义,但侧重点不同:eigenstate 强调物理状态本身,是量子力学中的态矢量;eigenfunction 强调该状态在位置表象下的波函数形式,是数学函数。在量子力学中,二者常可互换,但 eigenstate 更侧重物理概念,eigenfunction 更侧重数学表达。此外,eigenvector 指本征矢量,是线性代数中的抽象向量,eigenstate 可视为其在量子力学中的具体化。使用时应根据上下文选择:讨论物理状态时用 eigenstate,讨论数学函数时用 eigenfunction。

注意事项

eigenstate 是高度专业化的术语,语域较高,仅适用于物理学及相关领域的学术交流。在非专业语境中应避免使用,以免造成理解困难。该词为中性词,无褒贬色彩。常见误用包括:将 eigenstate 与 eigenfunction 混用而不区分物理与数学侧重点;错误搭配介词,如误用 eigenstate for 代替 eigenstate of;以及在不了解量子力学基本概念的情况下滥用该词。在科普写作中,首次出现时应给出简明解释。

高频搭配

energy eigenstate
能量本征态
momentum eigenstate
动量本征态
eigenstate of an operator
算符的本征态
ground state eigenstate
基态本征态
superposition of eigenstates
本征态的叠加
approximate eigenstate
近似本征态
joint eigenstate
联合本征态

句子示例

The system is initially prepared in an eigenstate of the Hamiltonian.系统最初被制备在哈密顿量的本征态上。
Measurement of an observable collapses the wavefunction into one of its eigenstates.对可观测量的测量会使波函数坍缩到其本征态之一。
A coherent state is not an eigenstate of the number operator.相干态不是粒子数算符的本征态。
The energy eigenstates of the harmonic oscillator are equally spaced.谐振子的能量本征态是等间距的。
In quantum computing, the computational basis states are eigenstates of the Pauli Z operator.在量子计算中,计算基态是泡利 Z 算符的本征态。

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