狄拉克方程

在粒子物理学中，狄拉克方程是英国物理学家保罗狄拉克于1928年推导出的相对论波动方程。它以其自由形式，或包括电磁相互作用，描述了所有自旋为1⁄2的大质量粒子，称为狄拉克粒子，例如电子 和夸克，奇偶校验是对称的。 它符合量子力学原理和狭义相对论，是xxx个在量子力学背景下充分解释狭义相对论的理论。 它通过以完全严格的方式解释氢光谱的精细结构来验证。

该方程式还暗示存在一种新形式的物质，即反物质，这种物质以前未被怀疑和观察到，但几年后通过实验得到证实。 这也为在泡利的自旋现象学理论中引入几个分量波函数提供了理论依据。 狄拉克理论中的波函数是由四个复数（称为双旋量）组成的向量，其中两个类似于非相对论极限的泡利波函数，这与描述只有一个复数值的波函数的薛定谔方程形成对比。 此外，在零质量极限下，狄拉克方程退化为外尔方程。

尽管狄拉克起初并没有完全意识到他的结果的重要性，但由于量子力学和相对论的结合——以及正电子的最终发现——对自旋的必要解释代表了理论物理学的伟大胜利之一。 这一成就被描述为完全可以与他之前的牛顿、麦克斯韦和爱因斯坦的作品相提并论。 在量子场论的背景下，狄拉克方程被重新解释为描述对应于自旋 1⁄2 粒子的量子场。

狄拉克方程出现在西敏寺地板上纪念保罗狄拉克生平的牌匾上，该牌匾于 1995 年 11 月 13 日揭幕。

在场论的现代表述中，狄拉克方程是根据狄拉克旋量场 ψ {\displaystyle \psi } 取值的复向量空间具体描述为 C 4 {\displaystyle \mathbb { C} {4}} ，定义在平坦时空（闵可夫斯基空间） R 1 , 3 {\displaystyle \mathbb {R} {1,3}} 。

其表达式还包含伽马矩阵和参数 m >; 0 {\displaystyle m>0} 解释为质量，以及其他物理常数。

在自然单位中，用费曼斜杠表示法，

其中 A {\displaystyle A} 是一个四向量（通常是四向量微分算子 ∂ μ {\displaystyle \partial _{\mu }} ）。 隐含了对索引 μ {\displaystyle \mu } 的求和。