狄拉克方程如何预言正电子:方程先于观测发现新物质

burny_tech · x · 2026-11-15

1928 年狄拉克为调和量子力学(适用低速电子)与相对论(适用高速电子)的矛盾写出狄拉克方程,每个电子需要四个分量而非两个,多出的一对看起来像负能量电子。

他起初想把这些状态解释掉,后来选择认真对待,于 1931 年预言了电荷相反的电子“镜像孪生”。1932 年 Carl Anderson 在宇宙射线中发现它并命名为正电子,狄拉克与薛定谔共享 1933 年诺贝尔奖。

这是历史上第一次由方程在任何人观测到之前预言了一种新物质。配图整理了狄拉克方程、γ 矩阵反对易关系、能级图(正负能量态间隔 2mc²)与四分量波函数对应关系。

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