数理史上的绝妙证明:电子自旋是相对论性质 | 曹则贤
近代物理的两大支柱是量子力学和(狭义)相对论。量子力学和(狭义)相对论是不分家的,它们之间有着千丝万缕的联系,这一点可从电子自旋的相对论性窥见一斑。
撰文 | 曹则贤(中科院物理所研究员)
01
量子力学方程的三个层次
02
二值问题、自旋与泡利矩阵
图1. 著名的Stern-Gerlach实验,一束银原子经过非均匀磁场后总是被分为了两束(1922)
03
相对论度规
考察某四维空间,其中的距离由洛伦兹度规定义,即对于矢量 x= (x0,x1,x2,x3) ,其模平方为。这样的空间就是狭义相对论的闵可夫斯基空间。所谓的洛伦兹变换A,就是保洛伦兹度规的变换,要求保证 |Ax|2=|x|2 成立。
04
狄拉克方程下的角动量守恒
05
多余的话
建议阅读
1. Erwin Schrödinger,Quantisierung als Eigenwertproblem (量子化是本征值问题), Ann. Phys. 79, 361(1926);79, 489(1926);80, 437(1926);81, 109(1926).
2. Wolfgang Pauli, Zur Quantenmechanik des magnetischen Elektrons (磁性电子的量子力学), Zeitschrift für Physik 43, 601-623(1927) .
3. P. A. M. Dirac, The Quantum Theory of the Electron, Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 117 (778), 610. (1928).
4. Sin-itiro Tomonaga, The story of spin, The University of Chicago Press (1997).
5. S. Sternberg, Group theory and physics, Cambridge University Press (1994).
本篇取自曹则贤《惊艳一击——数理史上的绝妙证明》一书,外语教学与研究出版社,2019.
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扩展阅读:
背景简介:本文2019年6月5日发表于微信公众号 返朴(数理史上的绝妙证明:电子自旋是相对论性质 | 贤说八道),风云之声获授权转载。 责任编辑:杨娜
关键词
物理
薛定谔
泡利
函数
波函数
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