狄拉克預(yù)言了反粒子的存在。他認(rèn)為從方程式中導(dǎo)出的負(fù)能量就代表了反粒子。
狄拉克方程式
如果要研究以接近光速的速度運(yùn)動(dòng)著的高能量粒子,就必須在狹義相對(duì)論的基礎(chǔ)上進(jìn)行討論了。于是狄拉克將薛定諤方程式與狹義相對(duì)論結(jié)合起來(lái)開(kāi)始了研究。
狄拉克方程式成功地對(duì)電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)著的電子進(jìn)行了說(shuō)明??扇绻忾_(kāi)狄拉克方程式,有時(shí)會(huì)得出粒子帶負(fù)能量的結(jié)果。這個(gè)在物理層面上不存在的負(fù)能量讓狄拉克十分頭疼。于是就有了這種設(shè)想,也許存在一種質(zhì)量與普通粒子相同,但電荷為負(fù)的反粒子。
反粒子
美國(guó)物理學(xué)家安德森發(fā)現(xiàn)宇宙射線中,有電子帶有正電荷,這就是正電子。除了正電子以外,還有反質(zhì)子(質(zhì)子的反粒子狀態(tài))等反粒子存在。普通的粒子都存在相對(duì)的反粒子,反粒子的電荷與粒子大小相同,符號(hào)相反。
在真空中釋放高能量后,粒子與反粒子就會(huì)產(chǎn)生成對(duì)產(chǎn)生現(xiàn)象。
而粒子與反粒子碰撞后,其質(zhì)量會(huì)全部轉(zhuǎn)化為能量,然后兩者會(huì)一同湮滅。也就是說(shuō),通常情況下,物質(zhì)世界中即使有反粒子,也會(huì)立刻與粒子產(chǎn)生反應(yīng)并湮滅。神秘的反物質(zhì)在宇宙中幾乎難以找到,這也是量子理論與字宙學(xué)以后要聯(lián)合研究的課題。