مشاوره رایگان تحصیلی
منو

دیراک و مکانیک کوانتوم نسبیتی

: ديراك و مكانيك كوانتوم نسبيتي :

ديرك و مكانيك كوانتوم نسبيتي

رياضي دان و فيزيك دان بريتانيايي (1983-1902)

Paul Adrien Maurice Dirac


فيزيك مكانيك كوانتوم 1933


ديرك، فرزند مردي از اهالي سوئيس، در بريستول انگلستان چشم به جهان گشود. پس از فارغ التحصيلي در مهندسي برق از دانشگاه بريستول در سن 19 سالگي به يك باره خود را بيكار يافت. و چون نتوانست كاري پيدا كند، تقاضاي عضويت در دانشگاه كمبريج را كرد و پذيرفته شد. كمتر از ده سال به دريافت جايزه نوبل، براي سهم مهمي كه در تاسيس مكانيك كوانتومي داشت، نائل آمد. او در 1926 از دانشگاه كمبريج درجه دكترا گرفت و پس از چندي به مقام استادي رياضي آن دانشگاه دست يافت و تا هنگام بازنشستگي اش در 1969 مقامش را حفظ كرد. و در 1961 استاد فيزيك دانشگاه فلوريدا شد.

ديرك نمونه اي بود از دانشمندي كناره گير، و هنوز هم چنين است، در حالي كه دوست داشت با همكاران و رفقاي خود درباره مسافرتش به شرق يا هر موضوع ديگري صحبت كند، ترجيح مي داد كه بررسي هايش را به تنهايي انجام دهد.

بازديدي كه وي از دانشگاه گوتينگن به عمل آورد، به علت پيش آمدن مسئله معماآميزي بود كه فكر رياضيدانان و فيزيكدانان را به خود مشغول داشته بود. راه حل غيرعادي كه ديرك براي حل آن مسئله يافت، مهارت وي را در ورزش هاي سريع ذهني نشان مي داد.

ديرك از ميان تمامي كشفيات رياضي خود، به خصوص به يكي از آنها مي باليد كه اتفاقا آن يكي هيچ سهمي در شهرت و معروفيت وي نداشته است. وي ضمن صحبت با همسر يكي از اعضاي دانشكده به شال گردني كه آن زن مي بافت چشم دوخته بود. پس از فراغت از كار مطالعاتي سعي كرد حركت سريع سوزن بافندگي را در دست هاي آن زن در ذهن خود مجسم كند و به اين نتيجه رسيد كه از طريق ديگري هم مي توان سوزن را به كار برد. شتابان نزد آن خانم رفت تا كشف خود را به او بگويد: ولي معلوم شد كه اين طريقه را هم قرن هاست كه خانم ها مي دانند.

اما اگر اين كشف را از دست داد در عوض سهم مهمي در تاسيس نظريه نسبيتي كوانتوم داشت. مكانيك موجي كه در آن زمان چند سالي بيش از عمرش نگذشته بود، ابتدا توسط شرودينگر در مورد حركت عادي (غيرنسبيتي) بيان شد يعني در مورد حركت ذراتي با سرعت هاي كمتر نسبت به سرعت نور. فيزيكدانان نظري در تلاش بودند كه اين دو نظريه مهم را به يكديگر پيوند دهند؛ نظريه نسبيت و نظريه كوانتوم. گذشته از اين، معادله موجي شرودينگر الكترون را همچون نقطه اي در نظر مي گرفت و هرگونه تلاش براي آنكه معادله به الكترون گرداني تعلق گيرد كه داراي خواص يك مغناطيس كوچك باشد به نتيجه رضايت بخشي نرسيده بود.

در يادداشت معروفي كه به سال 1930 انتشار يافت، ديرك معادله جديدي را بيان كرد كه اكنون به نام خود او خوانده مي شود. و به وسيله آن با يك تير دو نشان زد. اين معادله در مورد تمام وسايل نسبيتي صدق مي كرد و به الكترون نيز، صرف نظر از سرعت حركت آن تعلق مي گرفت. و در ضمن اين نتيجه از آن حاصل مي شود كه الكترون بايد به صورت فرفره مغناطيسي شده كوچكي رفتار كند. معادله نسبيتي موجي ديرك پيچيده تر از آن است كه بتوان در اين مختصر بدان پرداخت. اما بي ترديد كاملا درست است.

ولي معادله ديرك، با تمام حسني كه داشت، فورا به اشكالاتي بسيار جدي منجر شد و علتش همان توفيقي بود كه در پيوند دادن نسبيت و كوانتوم به دست آورده بود. بنا بر نظريه نسبيت، الكترون ها فقط مايلند كه از يك تراز انرژي به تراز ديگر بجهند، و در اين جهش، انرژي خود را به شكل كوانتوم هاي نور صادر كنند، چرا نبايد بتوانند از تراز پرانرژي به ترازهاي كم انرژي بجهند. تنها راهي كه ديرك به وسيله آن اين اشكال را مورد بحث قرار داد اين بود كه فرض كرد تمام حالات انرژي منفي را الكترون هايي با بار منفي پر كرده اند و الكترون هايي كه در حالت انرژي مثبت هستند بنا بر «اصل اخراج پاولي» مجاز نيستند كه به حالات پايين بيايند. البته به اين مفهوم كه خلا ديگر خلا نيست و پر شده از الكترون هايي با بار منفي كه در هر سو و با هر سرعت در حركتند. در واقع هم هر واحد حجم خلاء بايد محتوي تعداد بي شماري از اين ذرات باشد.

در سال كه فيزيكدان آمريكايي، كارل اندرسن، الكترون هاي پرانرژي موجود در رگبارهاي اشعه كيهاني را در يك «اتاق ابري» پي جويي مي كرد، با تعجب مشاهده كرد كه عكس ها انحراف نيمي از الكترون ها را به يك سو نشان مي دهد، حال آنكه نيم ديگر به سوي مخالف انحراف يافته اند. بنابراين مخلوطي به نسبت ?0 درصد از الكترون هايي با بار مثبت و ?0 درصد از الكترون هايي با بار منفي وجود داشته است كه هر دو داراي يك جرم بوده اند، الكترون هاي مثبت سوراخ هايي در اقيانوس پيشنهادي ديرك بوده اند كه نتوانسته اند به مقام پروتون ها برسند. اما به سهم خود، همچون ذراتي نمايان شده اند. آزمايش هايي كه با الكترون هاي مثبت، كه اغلب آنها را پوزيترون مي نامند، انجام گرفت همه پيش گويي هاي متكي بر نظر ديرك را كاملا تاييد مي كند. ديرك در نخستين ويرايش از اثر كلاسيك خود با عنوان «اصول مكانيك كوانتوم» را منتشر ساخت و در جايزه نوبل فيزيك با شرودينگر سهيم شد.

منبع :www.knowclub.com




www.HUPAA.com
محک
مشاوره رایگان تحصیلی
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
آموزش زبان انگلیسی
سگال - موسسه خیریه حمایت از کودکان فلج مغزی
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
مشاوره رایگان تحصیلی
آخرین گفتگوها در انجمن
محاسبات علمی (1 پاسخ)
فرمول مساحت عرقچین کروی (2 پاسخ)
طول پلانک (27 پاسخ)
نمای زیبایی از عدد e (0 پاسخ)
عبور از افق رویدادِ یک سیاهچاله (4 پاسخ)
آیا قبل از بیگ بنگ فضا-زمان وجود داشته است؟ (20 پاسخ)
بالا رفتن آب در لوله مویین (2 پاسخ)
فوتون (14 پاسخ)
آنچه در مورد پشت پرده بیماری کرونا باید بدانیم (24 پاسخ)
فرضيه منو درباره منظومه شمسی بخونيد و نظر بديد (48 پاسخ)
جهان کراندار (7 پاسخ)
زمان لحظه ای ثابت (10 پاسخ)
زمین تخت گرایان (205 پاسخ)
كي ميتونه ثابت كنه كه دو خط موازي همديگر را در بي نهايت قطع ميكند (15 پاسخ)
موفقيت شبيه سازي سفر در زمان براي فوتون ها (7 پاسخ)
در زمان نمی توان سفر کرد (62 پاسخ)
در اين مكان انرژي از هيچ پديدار مي شود (4 پاسخ)
کیهان انتها دارد؟ میتواند تا بی نهایت منبسط شود؟ (18 پاسخ)
راه حلی آسان برای یافتن اعداد اول (13 پاسخ)
خورشید چگونه بر حرکت وضعی زمین تأثیر میگذارد؟ (7 پاسخ)
چگونه مي توان در زمان سفر كرد؟ (93 پاسخ)
خودبخودی بودن فشرده شدن گاز کامل (12 پاسخ)
زمان در دنیای کوانتوم (2 پاسخ)
آیا انرژی جرم دارد ؟ (32 پاسخ)
اگر چرخش زمین و ماه در یک جهت نبود چی می شد ؟ (5 پاسخ)
مقالاتي از گوشه و كنار رياضيات (99 پاسخ)
مشتق (3 پاسخ)
معادله حرکت بر روی سطح شیبدار با شتاب ثابت (14 پاسخ)
بیگ بنگ در چه چیزی اتفاق افتاده؟ -در هیچ ؟ (4 پاسخ)
مولکول DNA چرا فعالیت هوشمندانه ای بروز میده ؟ (5 پاسخ)
مکانیک کوانتوم و سیاهچاله (2 پاسخ)
چرا الکترون روی هسته سقوط نمیکند؟ (20 پاسخ)
توان تشعشعي از ذره شتابدار (2 پاسخ)
آیا نور انرژی جنبشی خود را منتقل می کند؟ (19 پاسخ)
آیا نور به اجسام نیرو وارد می کند؟ (0 پاسخ)
فرق میان امواج گرانشی با امواج الکترومغناطیسی (6 پاسخ)
انحراف ژیروسکوپ (0 پاسخ)
جنس زمان از چیست؟ اصلا زمان چیست؟ (229 پاسخ)
آزمایش مربوط به فشار گازها (0 پاسخ)
گراویتون چیست؟ (22 پاسخ)
نظر شما درباره ی شکست تقارن ماده و ضد ماده (3 پاسخ)
نسبیت برای نور (8 پاسخ)
ناوردایی نسبت به زمان (2 پاسخ)
فرمول کولن (3 پاسخ)
نیروی وارد بر قاعده از طرف آب (9 پاسخ)
سوال درباره پیچ جاده (2 پاسخ)
سوال از تبدیل ماده به انرژی (28 پاسخ)
با باقیمانده بافت مغز پس از جراحی چه می‌توان کرد؟ (0 پاسخ)
انرژی به ماده (1 پاسخ)
زبان اعداد و طیف ارتعاشی آنان در زندگی (3 پاسخ)
اصل طرد پاولی (2 پاسخ)
نمودار سه بعدی تبدیل جرم به انرژی (0 پاسخ)
سوالی در باب مسئله درهم تنیدگی کوانتومی (13 پاسخ)
معرفی مجله (0 پاسخ)
درهم تنیدگی برای ذراتِ تابش هاوکینگ (0 پاسخ)
بیا تو سوال بپرس (229 پاسخ)
تحولات کره در فضای ثابت و منبسط شونده (3 پاسخ)
پارادوکسی جدید در همزمانی (28 پاسخ)
سیاهچاله (4 پاسخ)
میدان هیگز (0 پاسخ)
مقالات فیزیک
چطور علائم اولیه سرطان را بشناسیم؟
قطر کهکشان راه‌شیری؛ صدهزار یا دو میلیون سال‌نوری؟!
نوزادان ۸ ماهه گرامر زبان مادری خود را می‌دانند
کشف دو گونه‌ی جدید از کوسه‌ها
چطور یوگا را در خانه شروع کنیم؟
ستاره‌ای که «به‌زودی» به ابرنواختر تبدیل می‌شود
ماندگاری ویروس کرونا در هوا و بر روی سطوح چقدر است؟
در زیر یخچال‌های سرزمین جنوبگان چه خبر است؟
چگونه کمر باریک داشته باشیم؟
آیا ویروس کرونا ساخته‌ی دست بشر باشد؟
ساخت دوربینی بدون فوکوس با لنز تخت
کشف هنرنمایی ۲۲،۵۰۰ ساله با استخوان ماموت
چگونه در هنگام شیوع ویروس کرونا آرامش خود را حفظ کنیم؟
اولین تصویر از سیاهچاله چگونه ساخته شد؟
یافته‌ای مهم درباره‌ی زمین و منشاء حیات
چگونه فلزی نرم مثل سرب، مثل فولاد مستحکم شود؟
تشخیص سریع ویروس کرونا با کمک سیتی‌اسکن
راز ریش قرمز و موی غیرقرمز برخی مردان چیست؟
تکنولوژی نانو، میزان جذب انرژی از خورشید را افرایش می‌دهد
چگونه می‌توان تفاوت بین سیارات و ستاره‌ها را متوجه شد؟
در گذشته هر سال ۳۷۲ روز بوده است
قرنطینه‌ی ایتالیا به‌خاطر کرونا، از فضا نیز مشخص است
تقویت تمرکز با مصرف آووکادو
چگونه موبایل و کامپیوتر خود را ضدعفونی کنیم؟
پیوند دستانی مردانه به زنی در هند
تنش‌ حرارتی چیست و تاثیر آن در آینده‌ی زمین چگونه است؟
سیاره‌ای که از آسمان آن آهن می‌بارد
۱۰ سوال مهم درباره‌ی ویروس کرونا
شناسایی کوچک‌ترین دایناسور جهان در یک کهربا
باکیفیت‌ترین پانوراما را از سطح مریخ
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
فصلی جدید از کتاب جنسیس (0+)
کشف قمر دوم سیاره‌ی زمین (0+)
کرونا و توهم توطئه (0+)
چطور علائم بیماری پارکینسون را تشخیص دهیم؟ (0+)
شاهکاری دیگر از تلسکوپ فضایی هابل (0+)
دقت بالای هوش‌مصنوعی در تشخیص سرطان سینه (0+)
موجوداتی که برای زندگی به اکسیژن نیاز ندارند (0+)
چگونه بیت‌کوین بخرم؟ (0+)
افشای راز زنبوری ۹۹ میلیون ساله (0+)
نسل جدید موشک‌های فضایی (0+)
خودرویی الکتریکی که روی دست بوگاتی شیرون بلند شد (0+)
چطور سیستم ایمنی بدن را تقویت کنیم؟ (0+)
دارویی مهم که هوش‌مصنوعی آن‌را کشف کرد (0+)
چرا دانشمندان فکر می‌کنند در این سیاره‌ی فراخورشیدی، حیات وجود دارد؟ (0+)
آیا واقعاً نوزادان در برابر کرونا ویروس مقاوم هستند؟ (0+)
ادامه ...