パウリ行列 $\sigma_x = \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 1 & 0 \end{pmatrix}, \sigma_y = \begin{pmatrix} 0 & -i \\ i & 0 \end{pmatrix}, \sigma_z = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & -1 \end{pmatrix}$ が与えられたとき、以下の問題を解く。 I. 次の行列を求めよ。 (1) $\sigma_+ = \sigma_x + i\sigma_y$, (2) $\sigma_- = \sigma_x - i\sigma_y$, (3) $\sigma_x \sigma_x$, (4) $\sigma_x \sigma_y$, (5) $\sigma_y \sigma_z$, (6) $\sigma_x \sigma_y \sigma_z$, (7) $\sigma_y \sigma_z + \sigma_z \sigma_y$, (8) $\sigma_z \sigma_x + \sigma_x \sigma_z$, (9) $\sigma_x \sigma_y \sigma_x$ II. 次の行列式を求めよ。 (1) $|\sigma_x|$, (2) $|\sigma_y|$, (3) $|\sigma_z|$, (4) $|\sigma_x \sigma_x|$, (5) $|\sigma_y \sigma_z|$, (6) $|\sigma_z \sigma_x|$
2025/5/12
1. 問題の内容
パウリ行列 が与えられたとき、以下の問題を解く。
I. 次の行列を求めよ。
(1) , (2) , (3) , (4) , (5) , (6) , (7) , (8) , (9)
II. 次の行列式を求めよ。
(1) , (2) , (3) , (4) , (5) , (6)
2. 解き方の手順
I. 行列の計算
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
II. 行列式の計算
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
3. 最終的な答え
I.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
II.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)