Cuegghiè l'Dirac. iquazzioni Dirac. tiuria campu Quantum

Stu artìculu è cuncintratu supra lu travagghiu di 'iquazzioni Paul Dirac chì assai arriccùtu nzinu a micànica quantistica. It discrivi li cuncetti funnamintali vole à capisce u sensu fisicu di l 'equazzioni, oltri i metudi di a so dumanda.

Scienza e scinziati

A parsona ùn hè assuciata cù science, hè u prucessu di pruduzzioni a cunniscenza à qualchi effettu magicu. I scentifichi, in u parè di pirsuni - si Luminance chì parla una lingua strana è nanticchia tamanta. Getting cunfidenza cu lu so ricerca, luntanu da a scenza omu una volta disse ch'ellu ùn capisce a fisica in a scola. Cusì l 'omu in u carrughju hè fenced Murat da a cunniscenza scientifica, è richiesti di più struiti interlocutore à parlà faciuli è più intuitive. Di sicuru 'iquazzioni Paul Dirac noi sò cunsidirari, ricevutu bè.

particeddi elementari

A struttura di a materia hè sempre impauriti menti curiosu. In Grecia antica, genti hannu s'addunò ca lu passu, lucido, chi pigghiau assai di la gamma, forma, cambia più tempu, è pruposti: ogni pede, o gazelle porta cun ella un picculu pocu di a materia. Issi elementi sò dicisioni di chiamari "atomi", chì hè "indivisible". Name costu, ma si ne fora chì u atomi è i particeddi chi custituisciunu atomi - u listessu cumposti, cumplessi. Sti particeddi sunnu chiamati elementari. Hè didicatu à u travagliu ch'elli iquazzioni Dirac quali u dirittu micca solu a spiegari u lingual mucosa di un Emissio, ma dinù distinu di la prisenza di antielectron.

duppia Wave-particella

U sviluppu di le foto tecnulugia a la fini di lu diciannovesimu seculu, càrrica micca solu a moda di meda stessu, manciari e gatti, ma dinù a cultura l 'pussibulità di scienza. Avè ricevutu un strumentu tali avanti comu un ritrattu prestu (richiamari nanzu suttascrittu arrivatu circa 30-40 minuti), scinziati si messe en masse à ciclu una varietà di PARAGON.

Digià à chi la tiurìa tempu di la struttura di prudutti micca pussutu chiaramenti spiegari o predict u PARAGON di mulèculi cumplessi. Prima, u famosu spirimentu di Rutherford Ammustrau ca lu atomu ùn hè micca cusì indivisible: u so core hè nucleu pusitivu pisanti intornu chì prupone facili elettroni negativu. Dopu a scuperta di a radiuattività dimustratu chì u core ùn hè micca una monolitu, è hè cumposta di prutoni e neutroni. E poi la scuperta quasi fatte di u quantisticu di energia, u principiu incertezza Heisenberg è a natura probabilistic di elementari stage particeddi dà forza à u sviluppu di una funnamintarmenti nova dimarchja scentifica a lu studiu di lu munnu, circondu. A nova sizzioni - la fisica di particeddi elementari.

U scopu principale à l 'arba di l' etati di lu granni scuperti in ultra-picculu scala hè a spiegari la prisenza di massi particedda elementari è proprietà di onda.

Einstein dimustratu chì ancu futòni muvimentu hà una massa, comu un impurtente transmits un pel, chì cade u (finominu di luce li prissioni). In stu casu, numerosi spirimenti supra lu ghirlanda di lu littroni a la caurizza e di li disse almenu ch'elli hannu la lueur e vinniri, hè particulari solu a Peruvian. Cum'è un risultatu, aghju avutu a verità: i particeddi elementari à u listessu tempu un oggettu cù una messa è una onda. Chì hè, a messa di, dì, una Emissio comu stati "munciuniatu" in u pacchettu energia à l 'uggetti onda. Stu principiu di a duppia onda-particella hà dirittu à a spiegari prima di tuttu perchè u Emissio ùn falà in u nucleu, è per ciò chì esisti raghjone in lunar d'un atomu è u transitions trà li sò Marboré. Sti transitions è facenu un peni unicu à ogni sustanza. Next, fisica particedda elementari devi spiigà fu proprietà di u particeddi elli, oltri ca comu so 'onore.

A funzione onda di i numari quantistica

Erwin Schrödinger fattu un stupente e oji Découvrir la apertura (à a basa di u so più tardi Pol Dirak custruitu a so tiuria di). Iddu schiarisci chì u statu di ogni particedda elementari, per esempiu, discrivi una funzione ψ onda Emissio. By stessa, si ùn dì nunda, ma ùn vi square prubabilità di truvannu lu littroni a un datu puntu di u spaziu. In issu statu di particeddi elementari in un atomu (o un altru sistema) hè discrittu da quattru nummira quantistica. Stu principali (n), lunar (l), magnetichi (m) è lingual mucosa (m _s) numari. Ci mostra a proprietà di particeddi elementari. Cum'è un omu, vi ponu purtà u pacchettu oliu. U so caratteristiche - pisu, taglia, culore è di grassu. Tuttavia, la proprietà chi discrìviri particeddi elementari, ùn pò esse capitu intuitively, si deve esse riescia à traversu u Lacu di matimatica. iquazzioni Work Dirac hè - u sughjettu di stu articulu hè cunsacratu à l 'ùrtimi, u numeru di lingual mucosa.

lingual mucosa

Nanzu proceeding direttamente à l 'equazzioni, ci hè bisognu à spiigà ciò chì c'è u numeru lingual mucosa m francese _s. It mostra a so mumentu roughshark di lu littroni e jautri particeddi elementari. Stu numeru hè sempre pusitiva è ponu piglià un valori nteru, zeru, o mezza valori (per m _di = 1/2 Emissio). Spin - size vitturi è u solu unu chì discrivi u muvimentu di u Emissio. tiuria campu Quantum mette lingual mucosa li basi di l 'azioni scambiu, chì hà ùn counterpart a miccanica giniralmenti intuitive. numaru Spin mostra quantu u vettore, ci vole chì vene à u so statu iniziale. Un esempiu avissi a essiri una penna a sfera-puntu strasurdinariu (scrivennu parte vi chì u sensu pusitivu di i vitturi). Ca idda vinni a lu statu iniziale, hè necessariu di fà 360 gradi. Sta situazione currisponde à u ritornu di 1. Quannu la mità di daretu, cum'è l 'rutazzioni Emissio deve esse 720 gradi. Cusì, in più di intuizione matimatica, ci vole sò sviluppati pinzari francese spatial à capisce stu duminiu. Ghjustu sopra, usi incù la funzioni onda. Hè u principale equazzioni "Attore" Jattu da chì discrivi u statu e pusizioni di l 'particeddi elementari. Ma stu rapportu à u so forma urigginali hè stata fatta per particeddi spinless. Numaru di u statu di l 'Emissio ponu tèniri solu s'è u generalisation di l' equazzioni Schrödinger, chì hè statu fattu in u travagliu di Dirac.

Bosons è fermions

Fermion - particeddi cun meza-nteru valori lingual mucosa. Fermions sò almanaccatu in sistemi (p.e. atumi), secondu à u principiu di a sclusione Pauli: in ogni statu deve esse micca di più cà una particella. Cusì, tutti li littroni a l 'atomu hè assai sfarente di tutte e àutri (qualchi quantum hà un significatu diffirenti). tiuria campu Quantum discrivi un altru casu - bosons. Hanu un lingual mucosa, è tutte e ponu esse simultaneously in u listessu statu. Pasturinu di stu casu, chiamatu Bose-Einstein cundinsazioni. Nunustanti lu abbastanza bè cunfirmatu a pussibilità aperta à ricevu, si balla facianu in sulu 1995.

iquazzioni Dirac

Comu dissimu prima, Pol Dirak dirivatu l 'equazzioni di campu Emissio classica. It discrivi puru lu statu di l '' altri fermions. U sensu fisicu di u raportu hè cumplessa è multifaceted, è per via di a so forma, deve esse assai di cuegghiè fundamintale. Forma di l 'equazzioni hè a siguenti:

- (Mc ² α _{0 + c 'Σ un Égypte P p K {} K = 0-3}) ψ (x, t) = I H {∂ ψ / ∂ T (x, t)},

induve m - massa di fermions ( 'n particulari lu littroni), c - vilucitati di luce, P p _K - trè uperatori spinta mumentu (a pioli x, canta, z), H - tagliata di Planck custanti, X è t - trè latitude francese spatial (currispunnenti a la pioli X , Y, Z) è tempu, rispittivamenti, è ψ (x, t) - funzione onda cumplessu chetyrohkomponentnaya, α _{Égypte (K} = 0, 1, 2, 3) - matrice Pauli. L'ùrtima sò uperatori linéaire chì agisce nantu à i funzioni onda è u so spaziu. Sta fòrmula hè abbastanza cumplicatu. À capisce almenu u so cumpunenti, hè necessaria à capisce a definizione di basi di micànica quantistica. You deve dinù pussede un cunsiderà a cunniscenza matemàtiche à almenu sapete ciò chì un vettore, Matrice, è l 'operatore. forma specialista di l'equazzioni à dì ancu di più chè i so cumpunenti. Un omu spirimintatu in fìsica nucliari è micànica quantistica pràticu cù, capiscinu la mpurtanza di stu raportu. Tuttavia, avemu la verità, chì l 'equazzioni Dirac è Schrödinger - solu u principi elementari di u Lacu di matimàtica di i prucessi chì accade in u mondu di quantità quantistica. fisica Fisica, chì aghju decisu di dà à i particeddi elementari è u so onore, hannu a capisce u criticu di sti rilazzioni cu lu primu e secunnu gradu. Ma sta scienza hè passiunente è si tratta in issu spaziu pò fà una avanzà o di a campessi u so nome, MASSIGNAC hè à l 'equazzioni, cunversione o di a pruprietà.

U sensu fisicu di l 'equazzioni

Cum'è noi prumesse, avemu dì ciò chì cuegghiè piatta l 'equazzioni Dirac di l' Emissio. Prima, vogliu sta rilazioni diventa chjaru chì u lingual mucosa Emissio hè ½Â. Secunnu, sicunnu l 'equazzioni, lu littroni hà un mumentu magnetichi ntrinsicu. Hè paru à l 'magneton Bohr (unu momentu magnetichi elementari). Ma u risultatu più impurtanti di pigliatu stu prezzu si trova in l 'inconspicuous operatore α _Égypte. Cunclusioni di l'equazzioni Dirac da l 'equazzioni Schrödinger pigliò un longu tempu. Dirac cumenciu pinsau chi sti uperatori trattinite u rapportu. Cu l 'aiutu di differente scherzi matimatica pruvò à spazzà li da l' equazzioni, ma iddu nun ci arriniscì. Cum'è un risultatu, l 'equazzioni Dirac di u particeddi senza cumprenni quattru α operatore. Ognunu di li rapprisenta una matrice [4x4]. Dui currisponde à a messa u pusitivu di u Emissio, chì prova chì ci sò dui viveri di u so lingual mucosa. Àutri dui dà una suluzione per particeddi di massa negativu. U sapè fà parti funnamintali di la fìsica, eppuri na pirsuna a cunchiùdiri ca si hè impussibile a rialità. Ma comu nu risurtatu di l 'spirimentu hè statu trovu fora chì l' urtimi dui matrices sò i suluzioni à i particeddi esistenti, Emissio upposta - anti-Emissio. As Emissio, positron (cusì chjamatu sta particella) hà una massa, ma la so rispunsevule hè pusitivu.

positron

Comu à spessu hè accadutu in u periodu di i scuparti di value Dirac a prima ùn credi u so cuegghiè. Ghjesù ùn ghjocanu à pubblicà entre i saggi di una nova particella. Tuttavia, à un numaru di ducumenti è symposia su diversi studiusi hannu datu mpurtanza a pussibilità di u so asistenza, puru siddu nun hè postulated. Ma subitu dopu à l 'uparazioni di stu famosu positron inquadramentu statu scupertu in cecena. Cusì, u so esistenza hè statu cunfirmatu empirically. Positron - u primu populu trovu elementu italiano. Positron nati cum'è unu paru sand (l 'àutri sand - hè un Emissio) in u azioni di futòni cun nudelli di bunissima sustanza energia in un forte campu ilettricu. Vogliu figure noi ùn sarà (e lu litturi interessatu truverete stessu tutte e infurmazione nicissariu). Però, si tratta valuri emphasizing chì sta hè una scala Universe. À pruducia lu futòni energia nicissarii pò solu splusioni luminoso è collisions grande. ch'elli sò dinù in un numeru cuntenute in u nucleu di stiddi calda, ancu u sole. Ma una persona tenni sempre à u so benefiziu. The single di a materia è italiano dà assai di energia. À curb stu prucessu è a mette per u bè di l'umanità (per esempiu, avissi a èssiri cultura diffusion di navi interstellar a single), genti hannu amparatu à fà u prutoni in u laburatoriu.

In particulare, grande accelerators (comu l 'LHC) pò creà paru Emissio-positron. Esiste dinù hè stata pruposti chì ùn ci sò micca solu antiparticles elementari (in più di u Emissio li un pocu di più), ma tutta a italiano. Ancu un picculu pezzu di ogni cristallo di italiano si derà u energia di u pianeta (forsi Kryptonite Superman hè italiano?).

Ma atlɑs m, la criazioni di u nucleu italiano grùassu di gocce hè micca stata studiata à l 'universu canusciutu. Perciò, se lu litturi pensa chì l 'azioni di a materia (nutà, ma hè u bè, micca di una sola Emissio) cun positron single subitu finisci, si hè cunvinzioni. Quandu l 'Décélération positron à frombu battutu in qualchi liquids cù prubabilità non-zeru Nasci paru Emissio-positron parenti, chiamatu positronium. Sta furmazione hà qualchì pruprietà di u atomu è ancu i mezi à entre in riazzioni chìmica. Ma ci hè sta dilicata Tandem tempu cortu è tandu annihilates sempre cù missioni di i dui, è in certi casi, è trè raggi gamma francese.

Tu me di l 'equazzioni

Nunustanti lu fattu ca pi menzu stu rapportu statu scupertu da anti-littroni e italiano, ùn hà un drawback impurtante. Scrittura iquazziona è mudellu custruitu basatu nantu à ella, ùn sò capaci à predict cumu u particeddi sò nati è distruttu. Quissa hè una irunia particulari di lu munnu quantisticu: la tiurìa, prividiri la nascita di paghje mpurtanza-italiano, ùn hè micca capaci pi discrìviri adequately stu prucessu. Stu futuru hè statu micca squassata in tiuria campu quantistica. By inizià u quantization di campi, issu mudellu discrivi a so azioni, cumpresi l 'idea è single di particeddi elementari. By "tiurìa campu quantum" in stu casu, significa nu tèrmini assai specifichi. Quissa hè una zona di li fìsici ca studia lu cumpurtamentu di campi quantistica.

iquazzioni l'Dirac in latitude cylindrique

À principià, chì vo cunnisciti cuurdinati un cylindrique. Invece di i soli trè pioli cumprinzibbili parpindiculari à parè soiu lu locu esattu di un puntu in u spaziu cù l 'angle, lu raiu è altu. Hè u listessu cum'è un cuurdinati pulari u avión, ma aghjuntu un terzu dimensione - altizza. Stu sistema hè interessante quandu vo vulete pi discrìviri, o à ssu una superficia curripondentzia circa una culonna. micànica quantistica jè nu strumentu assai interessante e avanti chi pò stà muti sviluppa u pesu di u numeru di formuli e calculi. Quissa hè un numeru di simmitria trip di u nulu Emissio in un atomu. L'equazzioni Dirac hè solving in latitude cylindrique nanticchia un'antra manera di solitu in u sistema, è qualchì volta chì pruduce i risultati inaspettata. Per esempiu, qualchi appiicazioni u prublema di serenità u cumpurtamentu di particeddi elementari (di solitu elettroni) in u quantum mutani tipu campu iquazziona solving à latitude cylindrique.

Cù equazioni a darà la struttura di l 'glass

Stu iquazzioni discrivi la particeddi elementari: quelli chì ùn cumposti di elementi ancu urigginariu. scienza muderna hè capaci à misura i mumenti magnetichi cù alta accuratezza. Cusì, un inglese mismatch à conti cù i valori iquazzioni Dirac spirimintarmenti misurata mumentu magnetichi sarà dinò nnicari la struttura di cumplessu di u particeddi. Richiamari, sta 'iquazzioni vali à fermions, u so lingual mucosa mezzo-nteru. struttura cumplessa di prutoni e neutroni cunfirmatu da cù stu iquazzioni. Ognunu d 'iddi si componi di cumpunenti ancu urigginariu chiamatu quarks. campu Gluon tenia u quarks nzemi, nun lassari li sò sfarenti. Ci hè una tiuria chì quarks - ùn hè u particeddi cchiù elementari di u nostru mondu. Ma comu longu com'è populu ùn ti serebbe abbastatu capacità di tecnicu à verificà issu.