ディラック方程式

でぃらっくほうていしき

量子力学と特殊相対性理論の両方を満たすように、電子のふるまいを表した方程式。1928年にディラックが書いた。

シュレーディンガー方程式は、光の速さに近い速さで動く粒子を正しく扱えませんでした。ディラックは、相対性理論と量子力学の両方の要求を満たすいちばん単純な式を探し、電子の波を四つ一組にすることで答えにたどり着きます^[1]。すると、それまで外から付け足していた電子のスピンが、式から自然に出てきました。水素の光の線の微細構造も、近似なしに再現されます。

一方で、式にはエネルギーがマイナスになる奇妙な答えが付いてきました。ディラックはこれを捨てずに考え抜き、電子と同じ重さで電気が逆の粒子があるはずだという予言にたどり着きます。1932年に陽電子が見つかり、予言は当たりました。粒子には反粒子があるという、現在の素粒子物理学の出発点です。