صياغة ديراك لميكانيك الكم

صياغة ديراك لميكانيك الكم :

قام بول ديراك بوضع ميكانيكا الكم بصيغتيه: ميكانيكا المصفوفات والميكانيكا الموجية ضمن صياغة أشمل جمعها بنظرية النسبية الخاصة وهذا ما أدى إلى عدد من النتائج الجوهرية أولها:

• إدخال خاصية دوران الجسيمات دون الذرية حول نفسها فالإلكترون يدور حول النواة كما يدور حول نفسه وهذه الخاصية دعيت باللف المغزلي (سبين)، كما أسند للسبين قيمة عددية تشرح خواص الدوران الجسيمي.
• تنبأت معادلات ديراك بمستويات طاقة ضمن الذرة غير مكتشفة بعد، فكل حل يصف إلكترون في مستوى طاقة يوجد حل نظير تماماً (كخيال المرآة) يماثله في الخواص والطاقة لكن طاقته سالبة، وجود مثل هذا الجسيم يمكن أن يؤدي في حالات معينة لظهور جسيمات شبيهة بالإلكترونات ذات شحنة موجبة وطاقة موجبة دعيت بالبوزيترون: وفي عام 1932 أكتشف كارل أندرسون البوزيترون عملياً في بعض التفاعلات النووية، وكان هذا بداية إكتشاف المادة المضادة التي تنشأ عن جسيمات الطاقة السالبة.
• نتج مبدأ الإستبعاد لباولي عندما كان يدرس اجتماع الجسيمات ذات السبين: حيث بين أنه لا يمكن لجسيمين كميين أن يحتلا نفس الحالة الكمية، فحتى الإلكترونين المحتلين لنفس مستوى الطاقة في الذرة يجب أن يكون أحدهما ذو سبين +2/1 والآخر -2/1 وبهذا تكون حالتهما الكمية مختلفة.