狄拉克旋量

量子場論中,狄拉克旋量(英語:Dirac spinor)為一雙旋量,出現在自由粒子狄拉克方程的平面波解中。

簡介

量子場論中, 狄拉克旋量(英語:Dirac spinor)為一雙旋量,出現在自由粒子狄拉克方程的平面波解中:

狄拉克旋量 狄拉克旋量

自由粒子的狄拉克方程為:

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其中(採用自然單位制),為相對論性自旋½場,是狄拉克旋量,與波矢為的平面波有關,為平面波的四維波矢,而為任意的,為一給定慣性系中的四維空間坐標。

正能量解所對應的狄拉克旋量為

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其中為任意的雙旋量,為泡利矩陣,為正根號

源自狄拉克方程的推導

狄拉克方程的形式為:

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推導出4-旋量前,可先注意矩陣 α與 β的值:

狄拉克旋量 狄拉克旋量

此二為4×4矩陣,與狄拉克矩陣有關。其中 0I為2×2矩陣。

下一步則是找出下式的解:

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此處可將ω分為兩個2-旋量:

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結果

將上方資料帶入狄拉克方程,可得

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此矩陣方程實際上是為兩條聯立方程:

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對第二條方程求的解,可得

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對第一條方程求的解,可得

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此解可展示粒子與反粒子的關係。

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•狄拉克方程

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