На английския физик Пол Дирак дължим основата, върху която лежи откриването на антиматерията. На нея днес разчитаме да ни отведе до Марс.
Но да се върнем в 1928 година, когато Дирак прави своите гениални изводи. В резултат на тях се появява така нареченото уравнение на Дирак, което по същество е квантово механично уравнение за електрона. То предсказва съществуването на друга потенциално съществуваща частица, която е тъждествена на електрона, но е с положителен, а не отрицателен заряд.
Това дава основание на Дирак да предскаже съществуването на частица, по-късно наречена позитрон. Тя е първата частица от антиматерията, открита 4 години по-късно от Карл Андерсън.
Дирак успява да обедини и обясни всички взаимоизключващи се постановки на квантовата механика до момента. Знае се, че електроните във външната обвивка на атомите имат скорост, близка до светлинната. Ако коя да е частица се движи със скоростта на светлината, заради своите неопределени координати скоростта на тази частица може да надмине светлинната. Това е парадокс, който е избегнат с уравнението на Дирак. То описва движението на електроните по законите на квантовата механика и теорията на Айнщайн за относителността.
Уравнението се спира на физическия смисъл на отрицателната енергия. Според вижданията на Дирак заредената частица трябва да има свой аналог с маса като нейната, но с противоположен заряд. Когато електронът премине от област на положителна енергия в област на отрицателна енергия, зарядът на електрона също се променя - от положителен става отрицателен.
Този преход обаче нарушава закона за съхранение на електрическия заряд. За да реши този проблем, Дирак прави извода, че всички отрицателни енергии са изпълнени с фон с невъзможни за наблюдение електрони с отрицателна енергия.
Това безкрайно море от отрицателни електрони е известно като море на Дирак. Ние не можем да ги видим, защото те създават непрекъснат невидим фон. Той представлява физически вакуум за нас и ние виждаме само отклоненията на енергията и на електрическия заряд.
При въздействие на някаква външна енергия ще възникне реален електрон, който може да се види, и дупка във вакуума. Тази дупка е реална частица, която има свойствата на обикновен електрон, но с противоположен заряд. Частицата се нарича във физиката позитрон.
Уравнението на Дирак съчетава квантовата механика и теорията на относителността на Айнщайн, описваща бързо движещи се обекти. Той обяснява как се държат електроните, когато се движат със скорост, близка до светлинната.
Много ентусиасти искат да изравнят уравнението на Дирак с любовта, като сравняват двама души, които са влюбени и за които важи концепцията на Дирак за квантова неотделимост, но реалистите виждат уравнението на гениалния англичанин като валидно само за частици, свободно движещи се в пространството, и теорията на Дирак е неприложима за любовните отношения. Това обаче придава на откритията на Пол Дирак романтичен ореол.
Коментари