定義
首先我們定義狄拉克代數的基矢,也就是16個狄拉克矩陣(實際上在4維情況下狄拉克矩陣有多種表示,但狄拉克代數的性質與其具體表示的選取無關) :
標量型矩陣:;
矢量型矩陣:,共4個;
贗標量矩陣:;
贗矢量矩陣:,共4個;
張量型矩陣:,共6個。
此外我們要求:
其中為洛倫茲度規,也具有不同的取法。
通過如上定義,不難證明任一兩個狄拉克矩陣的乘積可以表達為這16個狄拉克矩陣的線性組合。我們設為任一一種狄拉克矩陣的線性組合(有時也直接管叫狄拉克矩陣),那么兩個任意矩陣的乘積也是16個狄拉克矩陣的線性組合。這樣我們就定義了一個關於加法、乘法都封閉的代數結構。
性質
加法滿足交換律、結合律、對數乘的分配律 :
乘法滿足結合律、對加法的左、右分配律:
此外還有:
套用
狄拉克代數在描述狄拉克型費米子場時不可或缺,尤其是在構建諸如矢量流、贗矢流等的過程中。
標準模型中大部分的基本粒子是狄拉克型費米子,如夸克、輕子。它們的表述與相互作用的計算都離不開狄拉克代數。
此外在強子、介子衰變的研究中,也廣泛套用狄拉克代數。