為什麼狄拉克方程作為薛丁格的洛倫茲協變式可以推導反粒子的存在,而薛丁格方程不可以?

時間 2021-06-01 19:28:19

1樓:

因為相對論性的哈密頓量是平方形式的

所以能量會有兩個根,一正一負,在消除不掉負根的情況下狄拉克認為存在反電子

(其實我是不懂量子力學強行答的,只是聽老師課上是這麼講的而已 )(逃

2樓:qfzklm

是的。讓我說的,明白一點。

正反粒子的存在,意味著體系的總粒子數將不守恆。這一點在量子力學中是不會出現的,因為兩點,第一點我們採用一次量子化表象解決問題,第二點體系的能標不足以產生正反粒子對。一般而言,相對論性就意味著系統的能標足夠高,足以產生正反粒子對。

在人們意識到反粒子之前,相對論性的量子力學一直都有負機率或者負能量的問題不能解決,在量子力學框架下,這個問題是災難性的。

以上是基於真空態給出的結論。

順便值得一提,正反粒子的問題並不是薛丁格方程或者狄拉克方程固有的,只是系統的能標夠不夠而已。比如說,滿足薛丁格方程的電子費公尺氣體,在費公尺面附近有激發,電子和空穴,這就是正反粒子,電子和空穴都可以用薛丁格方程描述。。因為體系的能標(溫度)足夠大,使得費公尺球內部的電子可以在熱漲落下跳到費公尺麵外,從而產生電子-空穴對。

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