กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 7 นาที

ปรากฏการณ์ไคลน์

ความขัดแย้งทางกายภาพ

ในกลศาสตร์ควอนตัมเชิงสัมพัทธ ภาพ ปรากฏการณ์ไคลน์เป็นผลที่ไม่คาดคิดของทฤษฎีสัมพัทธภาพต่อการทำนายของทฤษฎีการทะลุผ่านควอนตัมสำหรับอนุภาคที่พบกับกำแพงพลังงานศักย์สูง

ปรากฏการณ์ไคลน์

ในกลศาสตร์ควอนตัมเชิงสัมพัทธ ภาพ ปรากฏการณ์ไคลน์เป็นผลที่ไม่คาดคิดของทฤษฎีสัมพัทธภาพต่อการทำนายของทฤษฎีการทะลุผ่านควอนตัมสำหรับอนุภาคที่พบกับกำแพงพลังงานศักย์สูง ปรากฏการณ์นี้ปัจจุบันเรียกว่าการทะลุผ่านไคลน์ซึ่งตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์Oskar Kleinผู้ค้นพบในปี 1929 [ 1 ]เดิมที ไคลน์ได้ผลลัพธ์ที่ขัดแย้งกันโดยการใช้สมการ Diracกับปัญหาที่คุ้นเคยของการกระเจิงของอิเล็กตรอนจากกำแพงศักย์ในกลศาสตร์ควอนตัมที่ไม่ใช่เชิงสัมพัทธภาพการทะลุผ่านของอิเล็กตรอนเข้าไปในกำแพงจะถูกสังเกตได้ โดยมีการลดทอน แบบเอกซ์โพเนนเชียล อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ของไคลน์แสดงให้เห็นว่า หากศักย์มีอย่างน้อยในระดับมวลของอิเล็กตรอน (โดยที่Vคือศักย์ไฟฟ้าeคือประจุพื้นฐานmคือมวลของอิเล็กตรอน และcคือความเร็วแสง ) กำแพงจะเกือบโปร่งใส ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อศักย์เข้าใกล้ค่าอนันต์ การสะท้อนจะลดลงและอิเล็กตรอนจะถูกส่งผ่านเสมอ

การประยุกต์ใช้ความขัดแย้งโดยตรงคือกับ แบบจำลอง โปรตอน-อิเล็กตรอน ของรัทเทอร์ฟอร์ด สำหรับอนุภาคที่เป็นกลางภายในนิวเคลียส ก่อนการค้นพบนิวตรอนซึ่งทำให้แบบจำลองนั้นล้าสมัย ความขัดแย้งนี้เป็นข้อโต้แย้งทางกลศาสตร์ควอนตัมต่อแนวคิดของอิเล็กตรอนที่ถูกจำกัดอยู่ภายในนิวเคลียส[ 2 ] ความขัดแย้งที่ชัดเจนและแม่นยำนี้ชี้ให้เห็นว่าอิเล็กตรอนไม่สามารถถูกจำกัดอยู่ภายในนิวเคลียสได้ด้วยบ่อศักย์ ใดๆ ความหมายของความขัดแย้งนี้ถูกถกเถียงกันอย่างเข้มข้นโดยนีลส์ โบห์รและคนอื่นๆ ในเวลานั้น[ 2 ]

สำหรับอนุภาคขนาดใหญ่ ความแรง ของสนามไฟฟ้าที่จำเป็นในการสังเกตผลกระทบนั้นมหาศาล การเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์ไฟฟ้าที่คล้ายกับพลังงานพักของอนุภาคที่เข้ามาจะต้องเกิดขึ้นในช่วงความยาวคลื่นคอมป์ตันของอนุภาคซึ่งคำนวณได้เป็นสำหรับอิเล็กตรอน[ 3 ]สำหรับอิเล็กตรอน สนามที่รุนแรงเช่นนี้อาจเกี่ยวข้องเฉพาะในนิวเคลียสหรือการระเหยที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ เท่านั้น แต่สำหรับ อนุภาคกึ่ง 2 มิติที่จุดเชื่อมต่อ pn ของกราฟีน ซึ่งสนามไฟฟ้าที่ต้องการอยู่ในลำดับของผลกระทบนี้ได้รับการศึกษาทั้งในเชิงทฤษฎีและเชิงทดลอง[ 3 ] [ 4 ] : 421 [ 5 ]

ประวัติศาสตร์

Oskar Kleinได้ตีพิมพ์บทความที่อธิบายสิ่งที่ต่อมาเรียกว่าปรากฏการณ์ Klein paradox ในปี พ.ศ. 2462 [ 1 ]ในขณะที่นักฟิสิกส์กำลังพยายามแก้ไขปัญหาสองประการ คือ จะรวมทฤษฎีสัมพัทธภาพและกลศาสตร์ควอนตัมเข้าด้วยกันได้อย่างไร และจะเข้าใจการเชื่อมโยงของสสารและแสงที่เรียกว่าอิเล็กโทรไดนามิกส์ได้อย่างไร

ไคลน์พิจารณาปัญหากลศาสตร์ควอนตัมของอนุภาคอิสระที่กระทบกับศักย์ไฟฟ้าสถิตแบบขั้นบันได เมื่อไม่คำนึงถึงสัมพัทธภาพ ปัญหานี้จะมีสองคำตอบ คำตอบหนึ่งใช้ได้เมื่ออนุภาคที่เข้าใกล้สิ่งกีดขวางมีพลังงานจลน์น้อยกว่าขั้นบันได: อนุภาคจะสะท้อนกลับ หากอนุภาคมีพลังงานมากกว่าขั้นบันได บางส่วนจะส่งผ่านขั้นบันไดไปได้ ในขณะที่บางส่วนจะสะท้อนกลับ อัตราส่วนของการสะท้อนต่อการส่งผ่านขึ้นอยู่กับความแตกต่างของพลังงาน สัมพัทธภาพเพิ่มคำตอบที่สาม: ขั้นศักย์ที่ชันมากดูเหมือนจะสร้างอนุภาคและอนุภาคปฏิปักษ์ซึ่งจะเปลี่ยนอัตราส่วนของการส่งผ่านและการสะท้อนที่คำนวณได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การส่งผ่านยังคงมีค่าจำกัดแม้ว่าขั้นศักย์จะมีขนาดใหญ่เป็นอนันต์ กลศาสตร์ควอนตัมหนึ่งอนุภาคที่อธิบายโดยสมการชโรดิงเกอร์และสมการดิแรกไม่สามารถอธิบายการสร้างอนุภาคได้ ซึ่งหมายความว่ายังไม่สามารถกำหนดคำตอบที่แท้จริงของปัญหาได้[ 6 ]ก่อนที่จะมีการค้นพบอนุภาคปฏิปักษ์และพัฒนาทฤษฎีสนามควอนตัม คำตอบที่สามนี้ยังไม่เป็นที่เข้าใจ ปริศนานี้จึงถูกเรียกว่า ปรากฏการณ์ไคลน์[ 7 ]

ความขัดแย้งดังกล่าวทำให้เกิดคำถามว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพถูกเพิ่มเข้าไปในกลศาสตร์ควอนตัมได้อย่างไรในความพยายามครั้งแรกของดิแรก การพัฒนาทฤษฎีสนามควอนตัม ใหม่ ซึ่งเดิมพัฒนาขึ้นสำหรับอิเล็กโทรไดนามิกส์ จะช่วยหาคำตอบที่สมบูรณ์สำหรับปัญหาที่ไคลน์พิจารณา ดังนั้นเบื้องหลังของความขัดแย้งจึงมีสองประเด็นหลัก ได้แก่ การพัฒนากลศาสตร์ควอนตัมและอิเล็กโทรไดนามิกส์ควอนตัม [ 8 ] : 350

ปริศนาสมการของดิแรก

แบบจำลองอะตอมของบอร์ที่ตีพิมพ์ในปี 1913 สันนิษฐานว่าอิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียสที่มีประจุบวกและมีขนาดกะทัดรัด ความสำเร็จของแบบจำลองบอร์ในการทำนายสเปกตรัมของอะตอมชี้ให้เห็นว่ากลศาสตร์คลาสสิกอาจไม่ถูกต้อง อย่างไรก็ตาม พลศาสตร์ไฟฟ้าคลาสสิกทำนายว่าอิเล็กตรอนในวงโคจรดังกล่าวจะสูญเสียพลังงานโดยการปล่อยแสง ซึ่งจะส่งผลให้วงโคจรของอิเล็กตรอนหดตัวอย่างรวดเร็วก่อนที่จะชนกับนิวเคลียส

ในปี ค.ศ. 1926 เออร์วิน ชโรดิงเกอร์ได้พัฒนาทฤษฎีใหม่เพื่ออธิบายอิเล็กตรอน นั่นคือสมการคลื่นกลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่สอดคล้องกับผลของบอร์ แต่ได้แก้ปัญหาที่กล่าวถึงข้างต้นไปแล้ว อย่างไรก็ตาม ชโรดิงเกอร์และนักฟิสิกส์คนอื่นๆ ทราบดีว่ากลศาสตร์นี้ยังไม่สมบูรณ์ เพราะไม่ได้รวมผลกระทบของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและปฏิสัมพันธ์ระหว่างสสารและรังสีไว้ด้วย

พอล ดิแรกแก้ปัญหาข้อแรกได้ในปี 1928 ด้วยทฤษฎีควอนตัมเชิงสัมพัทธภาพของอิเล็กตรอน การรวมกันนี้แม่นยำกว่าและยังทำนายสปิน ของอิเล็กตรอนได้ด้วย อย่างไรก็ตาม มันยังรวมสถานะต่างๆ มากกว่าที่คาดไว้ถึงสองเท่า สถานะเหล่านี้มีพลังงานเป็นลบ ซึ่งในขณะนั้นถือว่าไม่สมเหตุสมผลทางกายภาพ

ไคลน์พบว่าสถานะพิเศษเหล่านี้ทำให้เกิดผลลัพธ์ที่ไร้สาระจากแบบจำลองสำหรับอิเล็กตรอนที่พุ่งชนการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและรุนแรงของศักย์ไฟฟ้าสถิต: กระแสลบปรากฏขึ้นเหนือสิ่งกีดขวาง ที่สำคัญ ทฤษฎีของดิแรกทำนายได้เฉพาะสถานะของอนุภาคเดี่ยวเท่านั้น การสร้างหรือการทำลายอนุภาคไม่สามารถวิเคราะห์ได้อย่างถูกต้องในทฤษฎีอนุภาคเดี่ยว

ผลลัพธ์ของไคลน์ได้รับการกล่าวถึงอย่างกว้างขวางทันทีหลังจากการตีพิมพ์นีลส์ โบห์รคิดว่าผลลัพธ์นี้เกี่ยวข้องกับขั้นบันไดที่กระทันหัน และเป็นผลให้อาร์โนลด์ ซอมเมอร์เฟลด์ขอให้ฟริต ซ์ ซอเตอร์ทำการตรวจสอบขั้นบันไดที่ลาดเอียง ซอเตอร์สามารถยืนยันสมมติฐานของโบห์รได้: ผลลัพธ์ที่ขัดแย้งกันนี้ปรากฏขึ้นเฉพาะกับขั้นบันไดที่มี ระยะทางใกล้เคียง กับความยาวคลื่นคอมป์ตันของอิเล็กตรอนประมาณ 2 × 10 −12ม. [ 7 ]

ตลอดปี 1929 และ 1930 มีบทความหลายฉบับจากนักฟิสิกส์หลายคนพยายามทำความเข้าใจสถานะพิเศษของ Dirac [ 8 ] : 351 Hermann Weylแนะนำว่าสถานะเหล่านี้สอดคล้องกับโปรตอน ที่เพิ่งค้นพบ ซึ่งเป็นอนุภาคพื้นฐานเพียงอนุภาคเดียวที่รู้จักในขณะนั้น นอกเหนือจากอิเล็กตรอน Dirac ชี้ให้เห็นว่าอิเล็กตรอนลบของ Klein ไม่สามารถแปลงตัวเองเป็นโปรตอนบวกได้ และแนะนำว่าสถานะพิเศษทั้งหมดเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนอยู่แล้ว ดังนั้นโปรตอนจึงเทียบเท่ากับอิเล็กตรอนที่หายไปในสถานะที่ต่ำกว่าเหล่านี้Robert OppenheimerและIgor Tammแสดงให้เห็นแยกกันว่าสิ่งนี้จะทำให้อะตอมไม่เสถียร ในที่สุดในปี 1931 Dirac สรุปว่าสถานะเหล่านี้ต้องสอดคล้องกับอนุภาค "แอนติอิเล็กตรอน" ใหม่ ในปี 1932 Carl Andersonสังเกตอนุภาคเหล่านี้ในเชิงทดลอง และเปลี่ยนชื่อเป็น โพซิตรอน

การสร้างโพซิตรอน-อิเล็กตรอน

การแก้ปัญหาความขัดแย้งจะต้องอาศัยทฤษฎีสนามควอนตัม ซึ่งพัฒนาควบคู่ไปกับกลศาสตร์ควอนตัม แต่ในอัตราที่ช้ากว่าเนื่องจากความซับซ้อนมากมาย แนวคิดนี้ย้อนกลับไปถึงการสาธิตของแม็กซ์ พลังค์ ที่ว่า พลศาสตร์ไฟฟ้าแบบคลาสสิกของแม็กซ์เวลล์ซึ่งประสบความสำเร็จอย่างมากในการใช้งานอื่นๆ ล้มเหลวในการทำนายสเปกตรัมของวัตถุดำพลังค์แสดงให้เห็นว่าออสซิลเลเตอร์ของวัตถุดำจะต้องถูกจำกัดไว้ที่การเปลี่ยนผ่านควอนตัม[ 8 ] : 332 ในปี 1927 ดิแรกได้ตีพิมพ์ผลงานชิ้นแรกของเขาเกี่ยวกับพลศาสตร์ไฟฟ้าควอนตัม ซึ่งเขาใช้ทฤษฎีสนามควอนตัม ด้วยพื้นฐานนี้ ไฮเซนเบิร์ก จอร์แดน และพอลี ได้รวมความไม่แปรผันเชิงสัมพัทธภาพในสมการของแม็กซ์เวลล์แบบควอนตัมในปี 1928 และ 1929 [ 8 ] : 341

อย่างไรก็ตาม ต้องใช้เวลาอีก 10 ปีจึงจะสามารถนำทฤษฎีนี้ไปประยุกต์ใช้กับปัญหาของปรากฏการณ์ไคลน์ได้ ในปี พ.ศ. 2484 ฟรีดริช ฮุนด์ได้แสดงให้เห็นว่า[ 9 ]ภายใต้เงื่อนไขของปรากฏการณ์ดังกล่าว กระแสไฟฟ้าสองกระแสที่มีประจุตรงข้ามกันจะถูกสร้างขึ้นเองที่ขั้นบันได ในศัพท์สมัยใหม่ คู่ของอิเล็กตรอนและโพซิตรอนจะถูกสร้างขึ้นเองที่ศักย์ไฟฟ้าขั้นบันได ผลลัพธ์เหล่านี้ได้รับการยืนยันในปี พ.ศ. 2524 โดยอเล็กซ์ แฮนเซน และฟินน์ ราฟน์ดาลโดยใช้วิธีการทั่วไปมากขึ้น[ 10 ] [ 7 ] : 316

อนุพันธ์

พิจารณาอนุภาคสัมพัทธภาพที่มีมวลและพลังงานกำลังเข้าใกล้ขั้นบันไดศักย์ที่มีความสูงอยู่ที่ตำแหน่งตั้งฉาก

ภาพร่างแสดงสถานการณ์ในการพิสูจน์ อนุภาคเคลื่อนที่ไปทางขวาไปยังขั้นบันไดศักย์ และถูกสะท้อนบางส่วนและส่งผ่านบางส่วน
ภาพร่างแสดงสถานการณ์ในการพิสูจน์ อนุภาคเคลื่อนที่ไปทางขวาไปยังขั้นบันไดศักย์ และถูกสะท้อนบางส่วนและส่งผ่านบางส่วน

เราสามารถพิจารณาปัญหานี้โดยใช้สมการ Dirac ที่ไม่ขึ้นกับเวลาได้ การพิสูจน์นี้ใช้สมการ Dirac เวอร์ชันสองมิติเนื่องจากเรียบง่ายกว่าและยังคงรักษาความขัดแย้งเอาไว้ได้

,

โดยที่ฟังก์ชันคลื่นเป็นสปินเนอร์สององค์ประกอบ

,

และแฮมิลโทเนียนคือ

,

โดยที่'s คือเมทริกซ์ Pauli , คือเมทริกซ์เอกลักษณ์ และคือความเร็วแสงเมื่อพิจารณาให้อนุภาคเคลื่อนที่ไปในทิศทาง x สมการเหล่านี้จะลดลงเหลือ

,
.

สมมติว่าอนุภาคกำลังเคลื่อนที่มาจากทางซ้าย เราจะได้สองคำตอบ — คำตอบหนึ่งก่อนขั้นบันได ในบริเวณ (I) และคำตอบหนึ่งภายใต้ศักย์ ในบริเวณ (II):

,
,

โดยที่สัมประสิทธิ์rและtเป็นจำนวนเชิงซ้อนที่แสดงถึงการสะท้อนและการส่งผ่านตามลำดับ

เวกเตอร์คลื่นก่อนขั้นศักย์ไฟฟ้า

คือเวกเตอร์คลื่นหลังจากขั้นตอนศักย์ (มีค่าเป็นลบเนื่องจากความเร็วกลุ่มของอนุภาคที่มีทิศทางตรงกันข้าม จึงต้องใช้เครื่องหมายลบเพื่อให้แน่ใจว่าอนุภาคเคลื่อนที่จากซ้ายไปขวา)

,

และ

.

จากความต่อเนื่องของฟังก์ชันคลื่น เราสามารถหาได้ว่า

,
.

การแก้ระบบสมการนี้จะได้ผลลัพธ์ดังนี้

.

จากนั้น ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อน (ซึ่งสามารถตีความได้ว่าเป็นความน่าจะเป็นที่อนุภาคขาเข้าจะถูกสะท้อนโดยขั้นศักย์) จะกำหนดโดย

,

และสามารถคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านได้ดังนี้

.
ภาพเคลื่อนไหวแสดงค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านและการสะท้อนเป็นฟังก์ชันของพลังงานอิเล็กตรอนขาเข้าและความสูงของศักย์ไฟฟ้าแผงด้านขวาแสดงสถานะพลังงานที่อนุญาต

ดังนั้นการส่งผ่านจึงยังคงมีค่าจำกัดเมื่อ. นี่เป็นผลลัพธ์ที่ขัดกับสัญชาตญาณเมื่อเทียบกับกลศาสตร์ควอนตัมที่ไม่สัมพัทธภาพ (ซึ่งเราคาดว่าการส่งผ่านจะเข้าใกล้ศูนย์) ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมปรากฏการณ์นี้จึงถูกเรียกว่าปรากฏการณ์ขัดแย้งของไคลน์[ 7 ] [ 11 ]

ผลลัพธ์หนึ่งจากสมการนี้คือ สำหรับอนุภาคไร้มวล ความน่าจะเป็นในการส่งผ่านจะมีค่าเท่ากับหนึ่งเสมอ โดยไม่คำนึงถึงความสูงของกำแพงศักย์ ผลลัพธ์นี้มีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่ง เนื่องจากอิเล็กตรอนในกราฟีนมีพฤติกรรมเหมือนอนุภาคไร้มวลที่ปฏิบัติตามสมการของ Dirac [ 11 ]

การแก้ปัญหาแบบเต็มรูปแบบใช้การผลิตคู่ของอนุภาค-ปฏิอนุภาคในบริบทของทฤษฎีสนามควอนตั[ 10 ]

กรณีอื่นๆ

ผลลัพธ์เหล่านี้ได้รับการขยายไปยังมิติที่สูงขึ้น และไปยังศักยภาพประเภทอื่น ๆ เช่น ขั้นเชิงเส้น กำแพงสี่เหลี่ยม ศักยภาพเรียบ เป็นต้น การทดลองมากมายในการขนส่งอิเล็กตรอนในกราฟีนอาศัยความขัดแย้งของไคลน์สำหรับอนุภาคไร้มวล[ 3 ] [ 12 ]

กราฟีน

เนื่องจากอิเล็กตรอนรอบระดับเฟอร์มิในกราฟีนเป็นไปตามสมการดิแรกเวอร์ชันหนึ่ง การอุโมงค์ไคลน์จึงถูกทำนายทางทฤษฎีว่าจะเกิดขึ้นในกราฟีน ในระบบนี้ ขั้นศักย์อาจเป็นจุดเชื่อมต่อ p–nในตัวอย่างของจุดเชื่อมต่อ ap–n–p การอุโมงค์ของอิเล็กตรอนผ่านกำแพงศักย์สามารถตีความได้ว่าอิเล็กตรอนเปลี่ยนเป็นโฮลชั่วครู่ภายในกำแพงศักย์ แล้วเปลี่ยนกลับเป็นอิเล็กตรอนอีกครั้งที่อีกด้านหนึ่ง ในระหว่างกระบวนการนี้ อิเล็กตรอนไม่เคยอยู่ในสถานะที่ถูกห้ามตามหลักคลาสสิก[ 11 ]

การสังเกตการอุโมงค์ของไคลน์ในกราฟีนในเชิงทดลองนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย เนื่องจากความต้านทานของตัวอย่างไม่ได้ถูกกำหนดโดยการอุโมงค์เพียงอย่างเดียว แต่ยังรวมถึงผลกระทบอื่นๆ เช่นความไม่เป็นระเบียบด้วยเมื่อพิจารณาผลกระทบเหล่านี้ การวัดความต้านทานโดยตรงจะให้หลักฐานว่าการอุโมงค์ของไคลน์เกิดขึ้นในจุดเชื่อมต่อ p–nในตัวอย่างกราฟีน[ 13 ]

การทดลอง การรบกวนควอนตัมผ่านจุดเชื่อมต่อ p–n–p เต็มรูปแบบยังแสดงหลักฐานของการอุโมงค์ไคลน์อีกด้วย[ 5 ]

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • Cheng, T.; Su, Q.; Grobe, R. (กรกฎาคม 2553). "บทนำทบทวนทฤษฎีสนามควอนตัมที่มีความละเอียดเชิงพื้นที่และเวลา" . Contemporary Physics . 51 (4): 315– 330. Bibcode : 2010ConPh..51..315C . doi : 10.1080/00107510903450559 . ISSN  0010-7514 .
  • Dombey, N; Calogeracos, A. (กรกฎาคม 1999). "เจ็ดสิบปีแห่งความขัดแย้งของไคลน์". Physics Reports . 315 ( 1– 3): 41– 58. Bibcode : 1999PhR...315...41D . doi : 10.1016/S0370-1573(99)00023-X .
  • Robinson, TR (2012). "เกี่ยวกับการทะลุผ่านของ Klein ในกราฟีน". American Journal of Physics . 80 (2): 141– 147. Bibcode : 2012AmJPh..80..141R . doi : 10.1119/1.3658629 .
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Klein_paradox&oldid=1357982689 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ปรากฏการณ์ไคลน์

ในกลศาสตร์ควอนตัมเชิงสัมพัทธ ภาพ ปรากฏการณ์ไคลน์เป็นผลที่ไม่คาดคิดของทฤษฎีสัมพัทธภาพต่อการทำนายของทฤษฎีการทะลุผ่านควอนตัมสำหรับอนุภาคที่พบกับกำแพงพลังงานศักย์สูง

ประวัติศาสตร์

Oskar Klein ได้ตีพิมพ์บทความที่อธิบายสิ่งที่ต่อมาเรียกว่าปรากฏการณ์ Klein paradox ในปี พ.ศ.

ปริศนาสมการของดิแรก

แบบ จำลองอะตอม ของบอร์ที่ตีพิมพ์ในปี 1913 สันนิษฐานว่าอิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียสที่มีประจุบวกและมีขนาดกะทัดรัด ความสำเร็จของแบบจำลองบอร์ในการทำนายสเปกตรัมของอะตอมชี้ให้เห็นว่ากลศาสตร์คลาสสิกอาจไม่ถูกต้อง อย่างไรก็ตาม...

การสร้างโพซิตรอน-อิเล็กตรอน

การแก้ปัญหาความขัดแย้งจะต้องอาศัยทฤษฎีสนามควอนตัม ซึ่งพัฒนาควบคู่ไปกับกลศาสตร์ควอนตัม แต่ในอัตราที่ช้ากว่าเนื่องจากความซับซ้อนมากมาย แนวคิดนี้ย้อนกลับไปถึงการสาธิตของ แม็กซ์ พลังค์ ที่ว่า พลศาสตร์ไฟฟ้าแบบคลาสสิกของแม็กซ์เวลล์...