狄拉克方程式和馬約拉納方程式

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狄拉克方程式和馬約拉納方程式之间的区别

狄拉克方程式 vs. 馬約拉納方程式

論物理中，相對於薛丁格方程式之於非相對論量子力學，狄拉克方程式是相對論量子力學的一項描述自旋-½粒子的波函數方程式，由英国物理学家保羅·狄拉克於1928年建立，不帶矛盾地同時遵守了狹義相對論與量子力學兩者的原理，实则为薛定谔方程的洛伦兹协变式。這條方程預言了反粒子的存在，隨後1932年由卡爾·安德森發現了正电子(positron)而證實。 帶有自旋-½的自由粒子的狄拉克方程式的形式如下： 其中m \,是自旋-½粒子的質量，\mathbf與t分別是空間和時間的座標。. 約拉納方程式是相對論性的波動方程式。它與狄拉克方程式相似，然而式子中包含了粒子的共軛。此方程式由義大利物理學家埃托雷·馬約拉納（Ettore Majorana）提出。 馬約拉納方程式在費曼的表示法下形式如下： 其中粒子的共軛\psi_c定義為： 方程式(1)也可以改寫成： 若\psi.

反粒子

反粒子是相对于正常粒子而言的，它们的质量、寿命、自旋都与正常粒子相同，但是所有的内部相加性量子数（比如电荷、重子数、奇异数等）都与正常粒子大小相同、符号相反。有一些粒子的所有内部相加性量子数都为0，这样的粒子叫做纯中性粒子，反粒子就是它本身，比如光子、π0介子等。并不是粒子物理学中的每种粒子都有这种意义上的反粒子，中微子就没有反粒子，反微中子的定义与此不同。 反粒子的概念首先是1928年由英国物理学家狄拉克在他的空穴理论中提出的。1932年在宇宙射线中发现了正电子，证实了狄拉克的预言。1956年美国物理学家歐文·張伯倫（Owen Chamberlain）在劳伦斯-伯克利国家实验室发现了反质子。进一步的研究发现，狄拉克的空穴理论对玻色子不适用，因而不能解释所有的粒子和反粒子。根据量子场论，粒子被看作是场的激发态，而反粒子就是这种激发态对应的复共轭激发态。 如果反粒子按照通常粒子那样结合起来就形成了反原子。由反原子构成的物质就是反物质。.

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費曼斜線標記

在研究量子場論的狄拉克場時，理查德·費曼發明了方便的費曼斜線標記（Feynman slash notation，有時也叫狄拉克斜線標記，但不常用）。 若A為共變向量（即1-形式），則使用了費曼斜線標記的A的定義為： 上式使用了愛因斯坦求和約定，其中γ為狄拉克矩陣.

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旋量

在數學幾何學與物理中，旋量是複向量空間中的的元素。旋量乃自旋群的表象，類似於歐幾里得空間中的向量以及更廣義的張量，當歐幾里得空間進行無限小旋轉時，旋量做相應的線性轉換。當如此一系列這樣的小旋轉組合成一定量的旋轉時，這些旋量轉換的次序會造成不同的組合旋轉結果，與向量或張量的情形不同。當空間從0°開始，旋轉了完整的一圈（360°），旋量發生了正負號變號（見圖），這個特徵即是旋量最大的特點。在一給定維度下，需要旋量才能完整地描述旋轉，如此引入了額外數量的維度。 在閔考斯基空間的情形，也可以定義出相似的旋量，其中狹義相對論的勞侖茲轉換扮演旋轉的角色。旋量最先是由埃利·嘉當於1913年引入幾何學。Quote from Elie Cartan: The Theory of Spinors, Hermann, Paris, 1966, first sentence of the Introduction section of the beginning of the book (before the page numbers start): "Spinors were first used under that name, by physicists, in the field of Quantum Mechanics.

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