Уравнение ДиракаВ 1926 году австрие

Уравнение Дирака
В 1926 году австриец Эрвин Шредингер сформулировал уравнение, описывающее поведение нерелятивистских частиц, подчиняющихся квантовой механике, — дифференциальное уравнение, решения которого определяют состояния частицы. Уравнение Шредингера описывало частицу, которая не имеет собственного углового импульса — спина (иначе говоря, не ведет себя как волчок). Однако в 1926 году уже было известно, что электроны обладают спином, который может иметь два различных значения: грубо говоря, ось электронного волчка ориентируется в пространстве лишь в двух противоположных направлениях (спустя год аналогичное доказательство было получено и для протонов). Тогда же швейцарский теоретик Вольфганг Паули обобщил уравнение Шредингера для электрона, так чтобы оно позволяло учитывать спин. Таким образом, спин сперва открыли экспериментально, а потом искусственно навязали шредингеровскому уравнению.
В релятивистской механике Эйнштейна формула для энергии свободной частицы выглядит сложнее, нежели в ньютоновской. Перевести эйнштейновскую формулу в квантовое уравнение несложно, это проделали и Шредингер, и трое его современников. Но решения такого уравнения показывают, что вероятность нахождения частицы в определенной точке может оказаться отрицательной, что не имеет физического смысла. Возникают и другие неприятности, обусловленные тем, что математическая структура нового уравнения (его называют уравнением Клейна-Гордона) расходится с теорией относительности (на формальном языке, оно не является релятивистски инвариантным).
Вот над этой задачей в 1927 году и задумался Дирак. Для сохранения инвариантности он включил в уравнение не квадраты операторов энергии и импульса, а их первую степень. Чтобы записать уравнение в таком виде, пришлось изначально ввести в него более сложные, чем у Паули, матрицы размером 4х4. У этого уравнения обнаружились четыре равноправных решения, причем в двух случаях энергия электрона положительна, а в двух — отрицательна.
Тут-то и возникла загвоздка. Первая пара решений интерпретировалась просто — это обычный электрон в каждом из возможных спиновых состояний. Если добавить в уравнение Дирака электромагнитное поле, то легко получится, что электрон обладает правильным магнитным моментом. Это был гигантский успех теории Дирака, которая без всяких дополнительных предположений наделила электрон и спином, и магнитным моментом. Однако в первое время никто не мог решить, что делать с остальными решениями. И в ньютоновской, и в эйнштейновской механике энергия свободной частицы никогда не бывает отрицательной, и частицы с энергией меньше нуля вызывали недоумение. К тому же было непонятно, почему обычные электроны не переходят в предсказанные теорией Дирака состояния с заведомо меньшей энергией, в то время как электроны в оболочках атомов такой возможности не упускают.

Kết quả (Việt) 1:

Phương trình DiracNăm 1926 áo Erwin Schrödinger xây dựng các phương trình mô tả hành vi của nonrelativistic hạt trong cơ học lượng tử, là một phương trình vi phân, các quyết định mà xác định trạng thái của hạt. Phương trình Schrödinger miêu tả một hạt mà không có Moment động lượng riêng của mình là trở lại (nói cách khác, không hoạt động như một đầu quay). Tuy nhiên, vào năm 1926 đã nhận thức được rằng các điện tử có spin, có thể có hai nghĩa khác nhau: phe trục con quay hồi chuyển khoảng nói, điện tử theo định hướng trong không gian chỉ trong hai hướng ngược nhau (một năm sau đó, nhận được một chứng minh tương tự và cho proton). Đồng thời nhà lý luận Thụy sĩ Wolfgang Pauli tóm tắt phương trình Schrödinger cho electron, do đó họ đưa vào tài khoản các spin. Vì vậy, các spin là lần đầu tiên phát hiện thí nghiệm, và sau đó áp đặt giả tạo shredingerovskomu phương trình.Trong cơ học tương đối tính, công thức của Einstein về năng lượng hạt miễn phí có vẻ khó hơn thuyết học Newton. Dịch công thức jejnshtejnovskuju trong phương trình lượng tử là đơn giản, nó được thực hiện và Schrödinger, và ba trong số những người đương thời của ông. Nhưng ý nghĩa như một giải pháp của phương trình Hiển thị các xác suất của việc tìm kiếm một hạt tại một thời điểm cụ thể có thể chứng minh được tiêu cực, mà đã không thể chất. Có những khó khăn khác phát sinh từ thực tế là các cấu trúc toán học của phương trình mới (nó được gọi là phương trình Klein-Gordon) at variance with thuyết tương đối (bằng ngôn ngữ chính thức, nó không phải là bất biến reljativistski).Ở đây trên nhiệm vụ này ở năm 1927 và pondered Dirac. Bảo quản định trong phương trình không ô vuông nhà khai thác năng lượng và động lượng và mức độ đầu tiên của họ. Viết phương trình biểu mẫu này đã phải ban đầu giới thiệu các phức tạp hơn so với Pauli ma trận 4õ4. Phương trình này có bề mặt bốn giải pháp công bằng, và trong hai trường hợp năng lượng electron là tích cực, và hai tiêu cực.Ở đây và có là một trở ngại. Các cặp đầu tiên của các quyết định giải thích đơn giản là một điện tử đơn giản trong mỗi có thể quay kỳ. Nếu bạn thêm vào phương trình Dirac, điện từ trường, dễ dàng để có được, rằng điện tử có một khoảnh khắc từ chính xác. Nó là một thành công lớn của lý thuyết của Dirac, khiến mà không cần bất kỳ giả định thêm một electron và quay và Mômen lưỡng cực. Nhưng lúc đầu, không ai có thể quyết định những gì để làm với phần còn lại của các giải pháp. Và trong thuyết học Newton, và einsteinian cơ học, năng lượng hạt miễn phí là không bao giờ tiêu cực và gây ra các hạt với năng lượng ít hơn zero bewilderment. Hơn nữa, nó đã không rõ ràng lý do tại sao thông thường tử không đi ở Dirac lý thuyết dự đoán nhà nước với nổi tiếng là ít năng lượng hơn, trong khi các electron trong vỏ nguyên tử không bỏ lỡ một cơ hội.

Kết quả (Việt) 3:

Phương trìnhVào năm 1926, người Áo Erwin phương trình Schrödinger mô tả hành vi của hạt. Hey, Man, hey! Dựng dụng đề nghị đưa nhanh я hãy tìm tôi. Tôi tìm с в с chống lại tôi х, vâng lời, cơ học lượng tử, phương trình vi phân giải xác định trạng thái của hạt.Mọi việc tôi с ы в quên chi tiết như hạt của phương trình Schrödinger, không tự - Spin mô men động (Nói cách khác, không cư xử như một con quay).Tuy nhiên, vào 1926 đã nổi tiếng, electron có spin, nó có thể có hai cách khác nhau: ít ý nghĩa nói điện tử định hướng của trục quay trong không gian chỉ có hai hướng ngược lại (một năm sau khi nhận được chứng minh tương tự với proton).Tương tự như các nhà lý luận và tổng kết. Thụy Sĩ với các thiết bị điện tử phương trình Schrödinger (Wolfgang Pauli xoay cho phép xem xét, cho nên nó.Vì vậy, thí nghiệm đầu tiên mở spin, và ép đóng cho đất để nhanh д - Hey, Man, hey! Dựng hành chống lại việc đưa anh khẩu марта в с phương trình.Thuyết tương đối của Einstein Mechanics trong công thức của năng lượng của hạt tự do hơn vẻ khó ở Newton.Trong bản dịch của phương trình lượng tử là công thức của Einstein và của Schrödinger là dễ dàng, đó là làm ba, and his contemporaries.Nhưng như vậy phương trình của giải cho thấy, ở hẳn. Xác suất tìm thấy hạt có thể âm, không có ý nghĩa vật lý.Và những rắc rối xuất hiện, đó là do (nó được gọi là phương trình toán học mới. Cấu trúc của phương trình của thuyết tương đối Klein-Gordon (trên) không phù hợp với phiên bản chính thức, nó không phải là bản năng tôi. Hey, Man, hey! Dựng в quên đưa tôi quên, Hey, Man, hey! Dựng tìm Hey, Man, hey! Dựng ы марта).Đây là nhiệm vụ kiểm soát ở 1927 năm và suy nghĩ.Hắn mở lưu bất biến trong phương trình của năng lượng và động lượng khai thác không khối, và bằng cấp đầu tiên của họ.Trong hình thức này để viết trong phương trình, phải anh ấy lần đầu tiên giới thiệu lại phức tạp hơn so với kích cỡ của ma trận Pauli ngà xe việt dã.Nên phương trình của giải pháp có bốn đẳng trồi lên, một trong hai tình huống nguy hiểm cho năng lượng của điện tử, và 2 khẩu tìm quên đưa tôi tìm chi tiết liên ь Hey, Man, hey! Dựng quên nhanh.Người dân ở đây và xuất hiện vấn đề.Hey, Man, hey! Dựng đầu tiên quyết định tìm cho tôi đưa mọi việc nhanh tìm tôi để quên lãng quên việc dụng с в ь chỉ là một người bình thường mỗi electron trong một thể с - Hey, Man, hey! Dựng khẩu в ы х mọi trạng thái.Nếu có thêm phương trình trong trường điện từ, thì sẽ dễ thành công của nam châm điện tử, vừa đúng lúc.Đây là một thành công lớn. Không có bất cứ lý thuyết giả sử thêm Dirac, ban cho electron và spin, có từ tính ở mọi thời điểm.Tuy nhiên, không ai có thể được giải quyết trong thời gian đầu tiên, phần còn lại đã quyết định làm gì.Trong cơ học Newton và Einstein và năng lượng, chưa bao giờ được tự do và hạt. Hạt năng lượng tiêu cực nhỏ hơn 0, rất bối rối.Tương tự, không rõ vì sao không di chuyển bình thường ở mô hình điện tử đã dự đoán lý thuyết Dirac