リカオンなの？オカピなの？どっちでもないのが

ピカオン！なのです


けものフレンズ　ゆゆ式　仮面ライダービルド　シュタインズゲート　仮面ライダーオーズ
 
 
 
０ｗ０「ピカチュリンって命名した人って、タイムマシンのお父さんなんだってー」

TдT「わからん・・・」

へヮへ「中二病の人？」



ゆずこ！ゆい！ゆかり！ベストマッチ！
ゆるふわ情報収集部＜アキュームレーター＞ゆゆ式！イェーイ！

わからん・・・

風船みたいな頭の子

トキ「縁さんは、柔軟な発想の子供を育てます！」

へヮへ「へへへー」


あずまんが大王　けものフレンズ　ゆゆ式


風船に雪をどのくらい乗せたら浮かなくなるのか


熱力学と力学を織り交ぜた
大学入試の物理の問題に普通に使えそうなベストマッチな総合問題だと思いませんか。

しかも、風船の中の気体の温度を下げるんですよ！？

雪って滑りやすいんですよ！？


三上先生の奥ゆかしい部分が出ちゃったんですかね！？

まあ、奥ゆかしい三上先生自らの口からそんな発言は出ないんですけどね！`０)ｍ(０´ｳﾐﾆｲｷﾀｲﾀﾞｹﾃﾞｽｰ!!

量子力学の固有状態とロドリゲスの公式

こいつはいったいなんなのか、ロドリゲス的に考えて。(3列とも裏返してdet=1にしてね！)
1/2と1/√2ってことは、やっぱ三角定規だよなぁ


そして、

こいつは上のとどう対をなすのか

特殊ユニタリかつエルミートな行列(単位以外で)

けものフレンズ×量子力学SS

かばん「サーバルちゃん！5次行列の特殊ユニタリの作り方、別解を見つけたよ！」

サーバル「えっと・・・」

かばん「量子力学における、5状態系の角運動量演算子の代数を思い出してみて！？」

サーバル「・・・わかんないや！」

かばん「あ、そっか・・・このサーバルちゃんはダイバージェンスが1頭身低い世界線のサーバルちゃんだった・・・。じゃあこれの行列式わかる！？」

サーバル「わかるよ！今計算してみるねー！うーみゃみゃみゃみゃ！みゃぁー！」

p1=[1/4;%i/2;-sqrt(6)/4;-%i/2;1/4]
p2=[1/2;%i/2;0;%i/2;-1/2]
p3=[sqrt(6)/4;0;1/2;0;sqrt(6)/4]
p4=[1/2;-%i/2;0;-%i/2;-1/2]
p5=[1/4;-%i/2;-sqrt(6)/4;%i/2;1/4]
P=[p1,p2,p3,p4,p5]
det(P)
scilab
サーバル「マイナス1だよ」

かばん「じゃあ、2列目全体をiで割って、3行目全体の符号を反転して、4行目全体にiをかけたら、行列式はどうなるかな！？」

サーバル「うーみゃみゃみゃみゃ！みゃぁー！」
p2=p2/%i
p3=-p3
p4=p4*%i
scilab

サーバル「1になったよ！かばんちゃん！」

かばん「ちゃんとユニタリになってるかもう一度確認してみてくれる！？」

サーバル「P-P'　おおー！ゼロ行列だよ！すっごーい！」

かばん「おおー！・・・ん？もうサーバルちゃんのドジー＾＾；それはユニタリ行列じゃなくてエルミート行列の性質でしょ～」

サーバル「ごめんごめん＾＾；clean(inv(P)-P')　ええ！？これもゼロ行列だよ！」

かばん「えええええ！？特殊ユニタリかつエルミートな5次行列なのぉー！？」

？？？「これが”りょうし”のすごさなのです」

？？「なのです」

かばん「博士！それに助手！」

コノハ博士「りょうしのすごさがわかったのなら、さっさとおかわりを作るのです」

ミミ助手「とっととやるのです」

かばん「ちょっと待ってください＾＾；今これを作ってて」
 

n=now()-today()
t=1000000n
角度(°)＝mod(round(t,0),360)
角度(rad)=角度(°)*PI()/180
mmult(横ベクトル、回転行列)
z=z+下駄
A：ズーム
x=Ax/z
y=Ay/z
x-yの2Dグラフを表示
 

コノハ博士「なんですかこれは！？」

ミミ助手「ヒトの遺物、Excelなのです」

かばん「エルミートかつユニタリな行列の可視化器を作ってまして・・・

5次行列なので、要素が25個あって、固有ベクトルなのを5本の串1本1本に刺さったサイコロステーキで表現してみました。

バツ印のついているほうが向きで、絶対値は、側面の面積で表現しています。

固有ベクトルなので、それぞれの列を串で回転させることができます。

ただし、エルミート行列の固有状態なので、90度ごとにとびとびになってます。

規格化された固有ベクトルなので、サイコロステーキ串1本当たりの1側面の面積の和は5本とも1です」

ミミ助手「じゅるり・・・」

コノハ博士「これが・・・りょうしですか！！！」

サーバル「私はカット役だよ！」

ミミ助手「この計算をサーバルがやったのですか！？」

サーバル「ふっふーん！」

コノハ博士「ヒトの遺物scilabを用いているとはいえ、これだけのルールを扱うとは、サーバル、なかなかやりますね」

ミミ助手「我々と同じくらい賢い素質があるのです」

サーバル「やったー！」

かばん「やったねサーバルちゃん！」




コノハ博士「それにしてもかばんはアホなのです」

かばん「ええ！？」

ミミ助手「なぜExcelで、しかもマクロなしでこれを作ろうと思ったのですか！？労力の無駄遣いです」

かばん「デスヨネー＾＾；プログラミングがまだ怖くて・・・」

コノハ博士「かばんにも怖いものがあるのですか」

サーバル「大丈夫だよ！フレンズはお友達のためなら怖いものでも克服しちゃうんだから！ほら～」

ミミ助手「サーバル！やめるのです！図書館が！本が！我々の不動産、知的財産が！燃え尽きてしまうのです！！！」

かばん「ギンギツネさん、キタキツネさん！タライさんの出番ですよー！」

ギン「私たちも不動産なら持ってるのにねぇ？」

キタ「持ってないのはセルリアンハンターくらいだよ」

古典ちゃん「細かいこと気にすんなよ～減るもんじゃなし」

量子ちゃん「・・・？減るよ？」

なぜ毎日国語的なダジャレな数学の日記にしかならないのか

（ｐ・∇・ｑ）
の（ｐ・∇が内積だったら、・ｑ）のほうはただの、行列やベクトルのスカラー倍になってしまうし
∇・ｑ）が内積だったら、今度は（ｐ・のほうがただのスカラー倍になってしまう

しかしなんとかこの両方を活かした内積なぶらを定義できないだろうか

そこで先人の叡智(/π/2)であるブラ・ケット表記を参考にしてみる

ベクトルではなく、関数の直交関係とかだったらどうなんだろうか

いやあるいはいっそのことベクトルの平方根のようなものを定義して、そいつの名前はスピノルとかするのだろうか


（ｐ・がブラで
・ｑ）がケット

つまり（ｐ・がおっぱいでありブラジャーでもあり
・ｑ）がケツでありおパンツでもあるというわけだ。


ところがだ、困ったことにケツのほうにいいとこのおまめさんがないのである。

もしかしておっぱいにある乳首というのは外付けの器官だとでもいうのだろうか？？
いやそれはおかしい。特に意味のないとされる男性の胸部にも乳首はあるではないか。

まあそれはさておきとりあえず乳首が外付けだと仮定して
乳首はどうして発生したのか。
元々、ただ単に体液を分泌する汗腺のようなものが発達したのだとすると

もしかしたらあるいは、乳首という進化の袋小路に迷い込む前は
きっかけとしてただの虫刺されだったという可能性があるのではないか

胸部を尻の代わりのセックスシンボルとするなら、
先祖返りして四足歩行に戻った元人類のケツにあたる部分に
何らかの体液が分泌される乳首のようなものができてもおかしくは・・・

うーんしかし近くに生殖器そのものがあるしなぁ


いやちょっと待て。人類以外の哺乳類の乳首は大概尻のすぐ近くにあるではないか

だあ゛ーだめだ！それならなおさら、尻に乳首が生える可能性が見いだせない！！！

これがおっぱいとケツの自発的対称性の破れなのかーーーー！！！

今日もなんかダラダラしてしまった

天気はよかったのに、悔しいかな体調があまりよくなくて。

そういえば偶数次の行列の、角運動量演算子の固有値な
奇数次みたいにうまくいかないみたいだから、もしかしてその辺ボソンとフェルミオンの分け目なのかなって思って、交換関係じゃなくて反交換関係でやってみようかなとか思ったりして。


それで、パウリ行列のwikiを眺めてみたら、さすがマジックナンバー２
交換関係も反交換関係も両方ありなのかよおまえすげーな！

それで少し思ったのが、
ユニタリとかエルミートの行列の次数って偶数か奇数かが割りと大事なんじゃないかなってことで


ほら、２って唯一の偶数素数だし
そもそも１次の行列ってスカラーじゃないすか。
その辺、なんとなく素数ですらない１と親和性高いかな～？とか。


じゃあ素数次の行列ってのも割りと重要性あるかもってことになりそうだよね


あーこれはいよいよ、仮面ライダービルドが、スピン2/2のボールをばんじょうやフォーゼとキャッチボールするシチュエーションがはかどりますわ

ばんじょうやフォーゼはきっと、スピン2/2のくじゅうううう偶蹄目な口蹄疫を
無理やり物理でスピン捻じ曲げて半整数のSUSY(馬)にして病気を病気じゃなくして返すタイプだからね
重力波以外では消える魔球だよ！ニュートリノ天文学もびっくりだよ！

5状態系の角運動量の、固有値を求めてみましょう2

おとといの続きです。

暴風雨がうるさくて怖いので、なるべく無心に、何も考えないで作業して暇をつぶします。

5状態系の角運動量のy成分Lyを行列表現すると


こうなるので、おとといと同様に、λを固有値として
|2Ly-2λE|=0となるλを計算してみましょう。

 
1行目をi/λ倍したものを2行目から引いて、2行目に代入します。


5次行列式が1次減って4次行列式になるので、
ふたたび

1行目をλ/(-2λ^2+2)×(i√6)倍して2行目から引き、それを2行目に代入しましょう。


そうすると行列式が3次まで減らせるので、

1行目を(-2λ^2+2)/(4λ^3-10λ)×(i√6)倍して2行目から引き、それを2行目に代入して、次数を2次にします。


最後に、
1行目を(4λ^3-10λ)/(-8λ^4+32λ^2-12)×(i2)倍して2行目から引いたものを2行目に代入し、自明なスカラーにしてしまいましょう。




おとといと同じ方程式が出てきましたね。
-32λ(λ^4-5λ^2+4)=0

これは
-32λ(λ^2-1)(λ^2-4)=0
に因数分解でき、さらに

-32λ(λ+1)(λ-1)(λ+2)(λ-2)=0

に因数分解できるので

固有値はλ=0,±1,±2の5つとなります。
おととい同様、エルミート行列だったので、固有値が実数でしたね。
また、-2λが5つあるので、
展開した多項式におけるλの最大次数は5で、その係数は(-2)の5乗で-32になりましたね。

今日のサイコロステーキ行列

進捗ここまで～

今のところ、要素に実部か虚部どちらかにしか印がないので、明日はペア揃える。

備忘録：行列は焼肉

サイコロステーキの側面面積をノルムにしよう！

5状態系の角運動量の、固有値を求めてみましょう1

まずはx成分から。
Lxは

こうなので、λを固有値として
2Lx-2λEの行列式を求めてみましょう。


ここで、1行目を1/λ倍して、2行目から引いた値を、2行目に代入してみますと、1列目がほとんどゼロになるので、
5次の行列を4次の行列に縮めることができます。

 

4次の行列でも同様に、

②←②-①×λ/(2-2λ^2)×√6

を行って、3次の行列に縮めることができます。




さらに、②←②-①×(2-2λ^2)/(4λ^3-10λ)×√6をして2次に




②←②-①×(4λ^3-10)/(-8λ^4+32λ^2-12)×2　をしてスカラーの方程式にしますと
 

-32λ(λ^4-5λ^2+4)=0

という方程式になります。

これをλ^2について因数分解すると

-32λ(λ^2-1)(λ^2-4)=0

になるので、さらに因数分解しますと

-32λ(λ+1)(λ-1)(λ+2)(λ-2)=0

となって、固有値λ=0,±1,±2を求めることができます。

エルミートかつユニタリな行列を量産する量子力学

2017/10/12のコイツ

3状態系の角運動量のx軸成分の固有状態を並べたもの

コイツは素直にエルミートかつユニタリっすよね。

じゃあ2017/10/11のコイツ
 
角運動量のy軸成分はどうでしょうか。
ユニタリですが、エルミートではありませんね。

しかし、縦に並んでいる3つの串と見なせば、この串を90度ずつ回転させる自由度はあるので
真ん中の列ベクトルをごっそり-i倍してみましょう。

そうするとまず、こうなりますよね

2行2列目を実数に保ちつつ、2行1列目に1行2列目を合わせる形で、列ベクトルの串を90度回転させました。

そうしたら、今度は2行3列目と3行2列目の帳尻を合わせるように、3列目の列ベクトルの串を90度ずつ回したいので、今回はごっそり180度回転させてしまいますと


このようになって、1行3列目と、3行1列目の帳尻もちゃんと合ってることがわかり、
無事、エルミートかつユニタリとなりました。

この固有状態の行列式は-1です。
固有値の絶対値も、3つとも1です。
4と1/2と1/2などということはありません。
トレースも1であることがわかるため、固有値は1が2つカブっていて、そのほかに-1があることがわかるかと思います。

わざわざ固有方程式を出すまでもなく、因数分解した結果がわかっているということです。
(λ+1)(λ-1)(λ-1)=0





＝＝＝＝＝＝＝＝＝
5状態系もやってみましょう。
昇降演算子はそれぞれ
 
このような係数になっているので
LxとLyはそれぞれ

こうなり、
Lzは交換関係iLz=[Lx,Ly]から


こうなります。

Lzはもちろん、LxとLyからも、共通の固有値±2,±1,0が導出できて

固有ベクトルはx,y方向それぞれ


と
 
となり、エルミートかつユニタリになりました。
z方向の固有状態は単位行列となり、

どうも
x：実対称行列かつユニタリ
y：エルミートかつユニタリ
z：単位行列

となる癖があるようですね。

ユニタリであることと、行列式とトレースから、このユニタリの固有値はすぐに
-1,1-1,1,1
と求めることができます。
つまり逆算すると

(λ+1)(λ-1)(λ+1)(λ-1)(λ-1)=0

という5次方程式になるはずということです。

ためしに、5状態系で、固有状態の行列式がiになるような状況で固有方程式を求めてみたところ
解として-1の複素原始3乗根「ω+1」が出てくる方程式が現れたことがありました。

てっきり360°を5等分する、代数的ではない(三角関数的)な解が出てくることを期待したのですが
いまいちうまくいきませんでした。
もしかしたらほかの状態だと72度の三角関数が顔を出してくれたのかもしれません。



偶数次の行列も、許されていないわけではないようなので、そのうちやってみようかと思ってます。
scilabに時々頼るのですが
瞬時に固有値が出たり、固有方程式が解析的に出せたりして、それでいて無料なので
便利ですよね。


ああそういえばCV：くじら偶蹄目で思い出したんですが
動物の蹄にスピンなんか関係しませんよねたぶん
偶数に割れてるのがボソンで、
奇数に割れてるのがフェルミオンで
どちらかだけ口蹄疫に感染するとか、まさか～ｗｗｗ


関係があるとしても、たぶん、同じ数学を使う全然別の現象
クォークのひも理論と超ひも理
あるいは
量子力学に使うパウリ行列と3DCGに使うクォータニオン
ぐらい違うんじゃないかな



P†=inv(P)
かつ
P†=P
だからinv(P)=Pで
対角化がJ=PAPなのはじわじわ草生えます





追記
そういえば3状態の固有状態の行列式ですが、-1になってましたね。
この3列とも符号を反転させれば、めでたく行列式をプラスにすることができますね。

ということはええと、特殊ユニタリ・・・のような気がしますね。まじですか
生成子と結び付けることが可能と・・・

今日も定性的な話をするのか

楽しい楽しいツイッターのせいで！！！！



5状態系の角運動量の固有状態を考えますよ

5行5列の行列で表されるじゃないですか。
固有値を求めて、それから固有ベクトルを規格化して。

まあ規格化した固有ベクトルだから、並べるとユニタリになるわけですけど、
固有ベクトルを求める際の連立方程式って永年方程式じゃないですか。
自由度が1つ余ってるんですよ。

こいつをうまく回してやると、ユニタリでありながらエルミートでもある行列が作れちゃうわけです

例えて言うなら焼肉です。

5つのサイコロステーキが1本の串に刺さっているとしましょう。

これが5本あります。

この5本の串を、サイコロの1面だけあぶるように、90度ずつクルクル回転させると
それぞれ最適な角度で、エルミート行列になりえるんです。おそらく必ずなりえるんです。

行列は焼肉だ！といいますが、まさにそれです。

エルミート行列の固有値を取るだけなので、固有値は必ず実数になるじゃないですか。
そうすると、元の行列が実対称行列ではなく、あくまでエルミート行列なので
固有ベクトルは90度ごとに4つありえるわけです。

これが、もっと一般的な行列で、固有値がカブらなかったら
固有値は5つの複素数として一般化されるでしょう
そしたら、固有ベクトルは90度といった量子化された角度で回るだけでなく
もっと連続的な回転角を持って、最適な角度でエルミートになるでしょう。


ところが、エルミートなので、ぐるっと一周360度の間に0,90,180,270°の4つしか状態がないわけですよ。

エルミート行列だとそこんとこかなり都合が良く、
実際エルミート行列は重宝されます。

だから、行列は焼肉だっつってんすよ！


ところで、ユニタリっつうことは
行列式の絶対値が1なだけじゃなく
個々の固有値も、複素平面の単位円上に必ずあるわけで
ユニタリかつエルミートっつったら
偶数次だったら1と-1が同数
奇数次だったら1と-1の個数が1つ違いでカブってる以外ありえないわけです。

固有値方程式を行列式から求めなくても、想像に難くないわけですよ



そんな行列を量産できるんです。量子力学の知識で。
さあどっちが道具でどっちが使役者したか？数学ですか？量子力学ですか？

エルミートかつユニタリなx軸角運動量の固有状態

さっきな、静かな図書館で落ち着いて手計算やった結果を家に帰ってscilabにぶち込んで確認してたんだ。5次行列をがんばって解いてた。

ついうっかり間違えて

P'-inv(P)

と打つところを

P-inv(P)

と打ってみたら、両方とも行列の中身がゼロになって、偶然気づいたんだけど

角運動量の固有状態になるユニタリ行列のx軸成分って
ユニタリでもありながらエルミートでもあったのな！


なんかn次の行列全部に言えそうな気がする。
つまりn状態系すべてのx軸の固有状態がな。

パウリ行列σxを対角化するためのアレ

（|sx+>、|sx->）

だけじゃなかったのか・・・！
まじでびっくりした。

（|sx1>、|sx2>、・・・、|sxn-1>、|sxn>、）←こいつがユニタリ＆エルミート

nが奇数だけじゃなく、偶数でも行けそう。ぼちぼち確かめてみるわ。


もしかしたらy成分はy成分で、ユニタリかつ歪エルミートかもしれん
そういや行列式がiになる感じがしたっけ

並べ方次第かなあ。ノルムを維持しつつ符号を並べ替えたら、一意ではない気がする
なんか特徴ありそう

x方向はユニタリかつエルミートときどき歪エルミート？？



5次ユニタリの固有値方程式を解いてみたい。
5次とは言っても簡単に解ける形になるはずだ。
代数的にではなくとも、三角関数を使えば解けるような解の公式みたいな条件・・・

scilabに2変数多項式が定義できなくて

ムシャクシャしてやった。
パラメータや定数として文字を定義するのはまだ諦めていない


5状態・7状態・多状態系の角運動量演算子の行列表現


a=poly(0,"a")
b=poly(0,"b")
a+b
                        !--error 144
指定したオペランドに関する処理が定義されていません.
関数 %p_f_p を確認またはオーバーロード定義してください.

な、なんだってー！？
ウルフラム先生は、ちょーっと複雑にしただけで金要求してくるし


先日の続きで、5状態系に拡張してみた結果

こう定義してしまうと、球面調和関数Lx,Ly,Lzの固有値が揃わないどころか、整数から外れるものが出てしまうので、前提が間違っていたようだ。(背理法)


ということで、以下のように定義してみると
 
Lzを算出するだけで
Lzの対角要素が-2,-1,0,1,2(固有値)であることを利用して


B^2=2*2
A^2-B^2=1*2


の連立方程式が出来上がり、解くことができるようになった。


同様に、7状態系でも

かなり楽ができて

対角要素だけ3つ計算すれば、あとはゼロか符号反転なので計算しなくてもよく

C^2=3*2
B^2-C^2=2*2
A^2-B^2=1*2
の連立方程式ができ、これを解けば、係数は定まる。


9状態系以降も、同様に計算可能。
ただ、パラメータが増えるので、A,B,C・・・などというよりはa1,a2,a3・・・などとしたほうがよいだろう