Физический вакуум
Английский физик Поль Дирак составил уравнение, которое описывало движение электронов с учетом законов как квантовой механики, так и теории относительности, и получил неожиданный результат. Формула для энергии электрона давала два решения: одно соответствовало обычному электрону, другое — частице, у которой энергия была отрицательной. В квантовой теории поля состояние частицы с отрицательной энергией интерпретируется как состояние античастицы, обладающей положительной энергией и положительным зарядом.
Дирак высказал предположение, что физический вакуум заполнен электронами с отрицательной энергией без предела для величины отрицательной энергии и поэтому нет ничего похожего на дно в этом электронном океане. Поэтому вакуум нередко называют "морем Дирака". Мы не наблюдаем электронов с отрицательной энергией именно потому, что они образуют сплошной невидимый фон, на котором происходят все мировые события.
Чтобы лучше понять это, рассмотрим такую аналогию. Человеческий глаз видит только то, что движется относительно него. Очертания неподвижных предметов мы различаем только потому, что человеческий зрачок сам постоянно движется. А многие животные, например, лягушка, не обладающие таким аппаратом зрения, способны, не двигаясь, видеть только движущиеся предметы.
Все мы, живущие в "море Дирака", оказываемся по отношению к нему в положении лягушки, застывшей на берегу пруда в ожидании неосторожного насекомого. Летящее насекомое она видит и не шелохнувшись, а пруд в безветренную погоду без бегущей по воде ряби для нее невидим. Так и для нас: фоновые электроны мы не видим, а в роли насекомого выступают редкие по сравнению с фоновыми электронами частицы с положительной энергией.
Когда же в "море Дирака" попадает богатый энергией световой квант-фотон, то он может выбить из него один из электронов с отрицательной энергией. При этом родятся две частицы, которые можно обнаружить экспериментально: электрон с положительной энергией и антиэлектрон (позитрон) тоже с положительной энергией, но еще и с положительным зарядом. В 1932 году американский физик К.Д.Андерсон экспериментально обнаружил позитрон в космических лучах.
Дата добавления: 2015-08-11; просмотров: 546;