宇宙深层的狄拉克之海,狄拉克方程( 六 )


现在重点看一下自旋轨道耦合项,上式中的E表示电场强度,代回自旋轨道耦合项:就是常见的自旋轨道耦合项的表达形式 。小结一下,狄拉克方程是一个四分量的波动方程,在非相对论极限下,狄拉克方程退化为一个二分量的波动方程,对应包含塞曼项的薛定谔方程,并且会自然地得到电子的自旋朗德因子是2,在保留相对论效应(v/c)平方项的近似下,我们得到了包含自旋轨道耦合项的薛定谔方程 。
自旋为1/2的不同粒子,是否满足不同(伽嘛矩阵)的狄拉克方程?
我不太理解题主的意思 。不同的后面加一个括号注明“伽马矩阵”,难道题主认为存在不同的伽马矩阵?如果是这种想法,那么我可以做两种理解:第一、题主意识到了狄拉克方程的分类问题;第二、题主认为不同s=1/2粒子就是对应不同的伽马矩阵 。如果题主是第一种想法,我可这样告诉你,对于自旋为1/2的粒子来说,有三类狄拉克方程,它们分别对应三类伽马矩阵 。
量子场论里也成为三种表象:狄拉克表象、外尔表象、马约拉纳表象 。狄拉克表象是很一般的表象,满足该表象的费米子拥有互不相同的正反粒子,而且静止质量不为零,比如说顶夸克这类重质量费米子;外尔表象与狄拉克表象不同之处在于,它是静止质量为零的费米子所满足的表象,目前质量为零的费米子还没有找到,外尔表象也仅在高能态费米子上使用,比如说高能电子、高能夸克等;马约朗纳表象则是和前面有着截然不同的一类表象,只有正反粒子同体的费米子才满足该表象 。
【宇宙深层的狄拉克之海,狄拉克方程】但是如果题主是第二种想法,那么对不起,你的理解不对 。电子和夸克虽然不同,但是它们却对应同一类伽马矩阵!其实,狄拉克方程是描述s=1/2粒子的相对论性量子场论方程,只有在场论意义上(或者比场论更加高级的理论上)才能解释狄拉克方程 。任何企图在力学层面就想解释狄拉克方程的做法全都存在各种困难 。量子场论也就是因此而产生的 。

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