Наши проекты:

Про знаменитості

Поль Адрієн Моріс Дірак: биография


Перебуваючи у Копенгагені, Дірак продовжував роботу, намагаючись дати інтерпретацію своєї алгебри q-чисел. Результатом стала загальна теорія перетворень, що об'єднала в якості окремих випадків хвильову і матричну механіки. Цей підхід, аналогічний канонічним перетворенням в класичній гамильтоновой теорії, дозволив переходити між різними наборами комутуючих змінних. Для того щоб мати можливість працювати зі змінними, що характеризуються безперервним спектром, Дірак ввів новий потужний математичний інструмент - так звану дельта-функцію, нині носить його ім'я. Дельта-функція стала першим прикладом узагальнених функцій, теорія яких була створена в роботах Сергія Соболєва та Лорана Шварца. У тій же статті «Фізична інтерпретація квантової динаміки», представленої у грудні 1926 року, було запроваджено ряд позначень, які згодом стали загальноприйнятими в квантовій механіці. Теорія перетворень, побудована в роботах Дірака і Йордана, дозволила не покладатися більше на неясні міркування принципу відповідності, а природним чином ввести в теорію статистичну трактування формалізму на основі уявлень про амплітудах ймовірності.

У Копенгагені Дірак почав займатися питаннями теорії випромінювання. У роботі «Квантова теорія випускання і поглинання випромінювання» він показав її зв'язок із статистикою Бозе - Ейнштейна, а потім, застосувавши процедуру квантування до самої хвильової функції, прийшов до методу вторинного квантування для бозонів. У цьому підході стан ансамблю частинок задається їх розподілом по одночасткові станам, що визначаються так званими числами заповнення, які змінюються при дії на початковий стан операторів народження і знищення. Дірак продемонстрував еквівалентність двох різних підходів до розгляду електромагнітного поля, що грунтуються на уявленні про світлові кванти та на квантуванні компонент поля. Йому також вдалося отримати вирази для коефіцієнтів Ейнштейна як функцій потенціалу взаємодії і, таким чином, дати тлумачення спонтанного випромінювання. Фактично в цій роботі було введено уявлення про новий фізичному об'єкті - квантовому полі, а метод вторинного квантування ліг в основу побудови квантової електродинаміки та квантової теорії поля. Через рік Йордан та Юджин Вігнер побудували схему вторинного квантування для ферміонів.

Дірак продовжував займатися теорією випромінювання (а також питаннями теорії дисперсії і розсіювання) у Геттінгені, куди приїхав у лютому 1927 року і де провів кілька наступних місяців. Він відвідував лекції Германа Вейля з теорії груп, активно спілкувався з Борном, Гейзенбергом і Робертом Оппенгеймером.

Релятивістська квантова механіка. Рівняння Дірака (1927-1933)

До 1927 року завдяки своїм новаторським роботам Дірак придбав широку популярність у наукових колах. Свідченням цього було запрошення на п'ятий Сольвеєвських конгрес («Електрони і фотони»), де він взяв участь у дискусіях. У тому ж році Дірак був обраний членом ради коледжу Святого Джона, а в 1929 році призначений старшим лектором з математичної фізики (втім, він був не дуже обтяжений викладацькими обов'язками).

У цей час Дірак був зайнятий побудовою адекватної релятивістської теорії електрона. Існуючий підхід, заснований на рівнянні Клейна - Гордона, не задовольняв його: у це рівняння входить квадрат оператора диференціювання за часом, тому воно не може бути погоджено із звичайною імовірнісну інтерпретацію хвильової функції і з загальною теорією перетворень, розвиненою Діраком. Його метою було рівняння, лінійне по оператору диференціювання і при цьому релятивістськи інваріантне. Кілька тижнів роботи привели його до відповідного рівняння, для чого йому довелося ввести матричні оператори розміром 4x4. Хвильова функція також повинна мати чотири компоненти. Отримане рівняння (рівняння Дірака) виявилося досить вдалим, оскільки воно природним чином включає спін електрона і його магнітний момент. У статті «Квантова теорія електрона», надісланому до друку в січні 1928 року, містився також заснований на отриманому рівнянні розрахунок спектру водневого атома, який опинився в повній згоді з експериментальними даними.