量子场论通俗入门狄拉克的方程游戏_下_维尔切克

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1、DOI:10.13405/j.cnki.xdwz.2010.04.003狄拉克的方程游戏(下)维尔切克著丁亦兵乔从丰李学潜沈彭年任德龙译4.最深刻的含义：量子场论论中，电子能够产生和湮灭，但仅当同时有正电子③狄拉克的空穴理论是绝顶聪明的，但大自然更湮灭和产生时。这里没有太多的意味着无希望的为深刻。尽管空穴理论是内部自洽的，并且可以有矛盾。它们暗示，应该有一些空穴理论的替代理论，广泛的应用，但有几个重要因素迫使我们去超越它。它适用于物质的各种形式，并把粒子的产生和消灭①作为基本的现象处理。第一，有一些没有自旋的粒子，它们不遵从

2、狄拉克方程，但它们有反粒子。这不是偶然的，正如具有讽刺意味的是，在早些时候狄拉克自己已我刚才讨论的，反粒子的存在是量子力学和狭义相经构建了这样一个理论的雏形。1927年，他把新量对论相结合的普遍结果。具体地讲，例如带正电的子力学原理应用到经典电动力学的麦克斯韦方程。++他展示，爱因斯坦的光以粒子——光子——形式出π介子（1947年发现）或W玻色子（1983年发现）在基本粒子物理中都是非常重要的角色，它们确实现的这个革命性假设就是这些原理逻辑应用的结−−果，并且光子的性质可以被正确地解释。有一些常有反粒子π和W。但是我们不能用

3、狄拉克空穴理++见的观测结果，诸如光可由非光产生，比如使用一论来理解这些反粒子，因为π和W粒子不遵从泡利不相容原理。因此不能把它们的反粒子解释为由个手电筒；或被吸收和湮灭，比如被一只黑猫。但负能解填充的海中的空穴。如果存在负能解，则无翻译成光子的语言之后，这意味着麦克斯韦方程的②量子理论是一个产生和湮灭粒子（光子）的理论。论它们满足什么方程，一个粒子对这种态的占据不会阻碍其他粒子进入同一个态。这样一来，必须用确实，在电磁学的狄拉克量子理论中，电磁场首先一个不同方式来避免到负能态的灾难性跃迁，而这是作为产生和消灭的媒介物而出现

4、的。光子作为这种跃迁在电子的狄拉克空穴理论中是被阻止的。种场的激发而产生，这是基本的东西。光子出现和第二，存在一些电子数与正电子数之差改变的消失，但场持续存在。这个发展的全部意义在一段过程。一个例子是一个中子衰变成一个质子、一个时间内似乎没有引起狄拉克和所有他同时代科学家电子和一个反中微子。在空穴理论中，一个负能电的注意，也许恰好是因为光的明显的特殊性（二重子被激发到一个正能态被解释为一对正电子−电子性！）。但它是个普遍的结构，也可以应用到那些出对的产生，而一个正能电子退激发到一个未被占有现于狄拉克方程——电子场——中的客体

5、。的负能态被解释为一对电子−正电子对的湮灭。无论将量子力学原理逻辑应用于狄拉克方程得到的在哪种情况下，确实电子数与正电子数之差都不变。结果是一个类似于他在麦克斯韦方程中所发现的那④空穴理论不能容纳这个差值的改变。所以，自然界种客体。它是一个消灭电子，产生正电子的客体。中有一些确实很重要的过程，甚至那些明确地涉及二者都是量子场的例子。当把出现在狄拉克方程中电子的过程，很难与狄拉克空穴理论相符合。的那个客体解释为一个量子场时，负能解呈现出不第三，也是最后一个原因返回到我们最初的讨再有困难的完全不同的含义。正能解乘以电子的湮⑤论。

6、我们正期待着破缺那些重要的二重性，即光/灭算符，而负能解乘以正电子的产生算符。在这个物质和连续/分立。相对论和量子力学分别使我们接框架中，两类解的区别是，负能表示产生一个正电近成功，而隐含自旋的狄拉克方程使我们离成功更子所需要借入的能量，而正能是消灭一个电子所获近。但迄今为止我们还没有到达那里。光子是转瞬得的能量。在这里，负数的可能性并不比你银行的即逝的，电子……，作为实验事实，它们也是转瞬存款更出乎意料。即逝的，这一点我刚刚提到过，但我们还没有把这随着量子场论的发展，最终得到了狄拉克方程个特征充分地纳入我们的理论讨论之中。

7、在空穴理和空穴理论已经显示的但没有全部完成的那些机22卷第4期(总130期)·15·遇。光和物质的描述终于被放在了一个平等的地位年代中期，这个方程引起的紧迫的悖论已经被解决上。狄拉克认为可以理解并满意地说，随着量子电了，它最初的承诺也已完全实现。狄拉克获得1933动力学的出现，物理学家已经得到了足以描述“所年诺贝尔奖，安德森获得1935年诺贝尔奖。有的化学，和绝大部分物理”的方程。后来的几年里，对量子场论的理解加深了，它1932年，恩里科·费米通过把量子场论概念应的应用也被扩展了。用它，物理学家构建了（在惊用到远离它们起源的

8、地方，构建了一种成功的、包人的严谨和毋庸置疑的程度上确立了）代表着可预括前面提到过的中子衰变在内的辐射衰变（β衰变）知未来的——也许是永远——有效的物质理论。关理论。因为这些过程牵涉到质子——典型的“稳定”于这是如何发生的，以及这个理论的本质，是涉及物质——的产生和消灭，古老的二重性终于被