نظرية ديراكهول

نظرية ثقب ديراك هي نظرية في ميكانيكا الكم ، سُميت نسبةً إلى الفيزيائي النظري الإنجليزي بول ديراك ، الذي طرحها عام 1929. ^{[ 1 ]} تفترض هذه النظرية أن سلسلة متصلة من حالات الطاقة السالبة ، التي تمثل حلولًا لمعادلة ديراك ، مملوءة بالإلكترونات ، وأن الفراغات في هذه السلسلة (الثقوب) تتجلى على شكل بوزيترونات ذات طاقة وزخم معكوسين لتلك الخاصة بالحالة. ^{[ 2 ]} وقد شكّل اكتشاف البوزيترون عام 1929 دعمًا كبيرًا لنظرية ثقب ديراك. ^{[ 3 ]}

بينما أبدى كلٌّ من إنريكو فيرمي ونيلز بور وولفغانغ باولي شكوكًا حول هذه النظرية، استخدم فيزيائيون آخرون، مثل غيدو بيك وكورت سيت ، نظرية ثقب ديراك في نظريات بديلة لتحلل بيتا . ^{[ 4 ]} وقد وسّع جيان ويك نظرية ثقب ديراك لتشمل النيوترينوات ، مُقدِّمًا النيوترينو المضاد كثقب في بحر ديراك للنيوترينو . ^{[ 4 ]}

تقدم نظرية الثقوب منظورًا بديلًا لعمليات إنتاج الأزواج وإفنائها - فعندما يسقط فوتون ذو طاقة كافية على حالة مشغولة في "بحر" الطاقة السالبة، فإنه يستطيع إثارة إلكترون إلى منطقة الطاقة الموجبة، مما يخلق إلكترونًا قابلًا للملاحظة وفي الوقت نفسه يخلق حالة فارغة (ثقبًا) في منطقة الطاقة السالبة - وهو إلكترون مضاد، أو بشكل أكثر شيوعًا، بوزيترون. ^{[ 5 ]}

وعلى العكس من ذلك، وبسبب مبدأ أقل فعل ، فإن التقارب الشديد بين الإلكترون والبوزيترون يمثل فرصة للإلكترون ليفقد إثارته، مما يؤدي إلى إطلاق فوتون، وتقليل الطاقة الإجمالية للنظام - وهذا مطابق من الناحية الرصدية لعملية الإفناء.