معادلة ديراك

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

معادلة ديراك عبارة عن معادلة موجية كمومية نسبية صاغها بول ديراك عام 1928م وتقدم وصفا للجسيمات الأولية ذات عزم مغزلي مساوي لنصف عدد صحيح كالالكترون (s = 1/2)، وبالتالي هي متلائمة مع نظرية الكم ومع نظرية النسبية الخاصة.

\left(\beta mc^2 + \sum_{k = 1}^3 \alpha_k p_k \, c\right) \psi (\mathbf{x},t) = i \hbar \frac{\partial\psi(\mathbf{x},t) }{\partial t}

تتضمن هذه النظرية في ثناياها إعلانا ً عن ولادة المادة المضادة التي تم التحقق منها تجريبيا ً عام 1932 م على يد العالم كارل أندرسون، ونتيجة لهذا الكشف رأى البوزيترون النور لأول مرة. والبوزيترون هو الجسيم المضاد للالكترون "نفس الكتلة ولكن بشحنة موجبة" وكان ذلك واحدا من أعظم انتصارات الفيزياء النظرية الحديثة.

إن معادلة ديراك البسيطة هي من الشكل: E² = (mc²)² + (Pc)²
حيث P هنا هي كمية الحركة للجسيم ، و
m كتلة الجسيم ، و
c سرعة الضوء في الفراغ.
من الملاحظ أن هذه المعادلة لها حلان الأول موجب والثاني سالب. وهو ما أوقع ديراك في مأزق، فقيمة الطاقة موجبة تعطي طاقة الإلكترون وأما الحد السالب للطاقة فهو ما حاول بول ديراك نسبه إلى جسيم مضاد للإلكترون معتبرا كتلته مساوية لكتلة الإلكترون ولكن بشحنة مخالفة وهنا لم يستطع ديراك التخلص من هذا المأزق الذي وقعت به معادلته فحسب وإنما ساهم في اكتشاف نقيض الإلكترون والذي ندعوه اليوم بوزيترون.

Science-symbol-2.png هذه بذرة مقالة عن موضوع علمي تحتاج للنمو والتحسين. ساهم في إثرائها بالمشاركة في تحريرها.