معادله دیراک: تفاوت میان نسخه‌ها

محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
جز ربات: جایگزینی پیوند جادویی شابک با الگو شابک
FreshmanBot (بحث | مشارکت‌ها)
جز اصلاح فاصله مجازی + اصلاح نویسه با ویرایشگر خودکار فارسی
خط ۱:
'''معادله دیراک'''، معادله‌ای است در [[مکانیک کوانتومی]] و تعمیم‌یافتهٔ [[معادله شرودینگر]] برای محاسبه تابع موجی ذرّات، با این تفاوت که این معادله [[نسبیت خاص|نظریه نسبیت خاص]] را نیز در نظر می‌گیرد. این معادله توسط فیزیکدان [[بریتانیا|بریتانیایی]] [[پل دیراک]] پدید آمد که خود دیراک این معادله را بر مبنای [[معادله کلاین-گوردون]] گسترش داد. در این مسیر او نیاز به حالت هایحالت‌های با تکانه زاویه ای j=1/2 در طبیعت را کشف کرد.این موضوع به ویژه در تعبیر حالت هایحالت‌های با انرژی منفی کارایی داشت.<ref>مکانیک کوانتومی مدرن ، جی.جی.ساکورایی جیم ناپولیتانو ، ترجمه دکتر مسعود علیمحمدی، شابک: 978-600-7724-03-3 </ref>
 
== مقدمه ==
خط ۷:
<math>[-\frac{\hbar^2}{2m} \nabla^2+V]\psi=i\hbar \frac{\partial}{\partial t}\psi</math>
 
این معادله بر پایه فرضیات غیر نسبیتی بدست آمده است. وابستگی به زمان در این معادله به صورت خطی است در حالی که وابستگی به مکان در آن به صورت غیر خطی می‌باشد. این معادله نسبت به [[تبدیلات گالیله]] ناورداست اما نسبت به [[تبدیلات لورنتز]] [[ناوردا]] باقی نمی‌ماند. علاوه براین معادلهٔ شرودینگر نمی‌تواند [[اسپین]] ذرات را پیش بینیپیش‌بینی کند و اسپین باید به صورت دستی در جوابهای آن وارد شود. این دلایل ما را بر آن می‌دارد که به دنبال معادله ای باشیم که این نقایص را نداشته باشند. زیرا در فیزیک با مواردی روبرو می‌شویم که در نظر گرفتن تصحیحات نسبیتی گریز ناپذیر می‌گردد. معادله ای که باید بدنبال آن باشیم باید نسبت به تبدیلات لورنتز که تبدیلاتی فراگیرتر و عامتر نسبت به تبدیلات گالیله هستند ناوردا باشد.
 
== معادله دیراک ==
خط ۱۳:
در پی یافتن معادله ای که نرم مثبت داشته باشد و هامیلتونی ظاهر شده در معادله موج هرمیتی باشد به معادله دیراک دست می یابیم که نسبت به مکان و زمان، هر دو، مرتبه یک می‌باشد.
 
معادله دیراک، تابع موجی ذرّات با [[اسپین]] نیمه یعنی [[فرمیون‌ها]] را (مانند [[الکترون|الکترون‌ها]]) توجیه می‌کند، در حالی که [[معادله کلاین-گوردون]] برای ذرّات با اسپین صفر (مانند بعضی [[مزون‌ها]]) در نظر گرفته می‌شود. دیراک همچنین توانست با معادله‌اش، موجودیت [[ضدماده]] به خصوص [[پوزیترون]] را سه سال قبل از کشف آنهاآن‌ها توسط آزمایش نشان دهد. معادلهٔ دیراک در صورتی که هیچ نیروی خارجی وجود نداشته باشد به صورت زیر نوشته می‌شود:
<center>
<math>\left( i \gamma ^\mu \partial _\mu - \frac{mc}{\hbar}\right) \psi = \left( i \partial\!\!\!/ - \frac{mc}{\hbar} \right) \psi = 0</math>
</center>
در اینجا <math>\partial\!\!\!/ = \gamma ^\mu \partial _\mu</math> توسط نماد نویسینمادنویسی خط مورب فاینمن جمع‌بندی می‌شود و <math>\gamma^\mu</math> ماتریس‌های ۴×۴ هستند که به [[ماتریس‌های دیراک]] مشهور هستند.
<center>
<math>