狄拉克与费曼的反物质几何描述

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • 该页面探讨了狄拉克提出的关于反物质的几何描述,利用C对称性和PT对称性等对称性原理。
  • 它解释了群变换如何影响物质与反物质的性质,特别是如何改变其电荷和分量的符号。
  • 文本提到了J.P. 皮埃特和P. 米迪关于通过群在动量空间上的伴随作用实现物质与反物质几何化的研究成果。

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狄拉克反物质的几何描述。

…我们看到,当 l = –1 时,会改变 cᵢ 的符号,这对应于一种 电荷共轭,即 C 对称性

这为狄拉克之后的反物质(正能量、正质量反物质)提供了一种几何描述。

…当然,C 对称性不会改变光子,因为它的所有电荷本质上都为零。光子与自己的反粒子相同。

费曼反物质的几何描述。

…这一理论应具有 PT 对称性。如何将 PT 对称性引入该群中?

参见:J.P. Petit 与 P. Midy:《通过群在其动量空间上的伴随作用实现物质与反物质的几何化。第3部分:狄拉克反物质的几何描述。费曼之后反物质的首次几何诠释及所谓的CPT定理》。几何物理学 B,3,1998年。

该群的后续修改如下:
(388)

…它变为一个八分量群,因为洛伦兹群的正时部分有两个连通分支,因此 2 × 2 × 2 = 8。

这意味着我们增加了反时元素:
(389)

上方:我们将反时元素加入群中。

下方:我们添加了对应动量空间中的半区域,与负能量运动相关。

简而言之:我们扩大了作用范围,变为:
(390)

在 (388) 中可以看到,(m = –1) 的元素反转时空,实现 PT 对称性,对应于:
(391) Lst = – Ln Lt = – Ls

我们在动量空间中得到如下对称性:
(392)

群 (388) 在其动量空间上的伴随作用计算结果为:
(393)

…此时,分析每一组成部分对动量和运动的影响变得十分容易。我们将考虑一个参考运动与动量 J+1,对应正能量物质(对正能量光子的影响将在第二步分析)。所选元素所在的群的分支将用灰色标出。

接下来是普通物质的运动。

l = +1, m = +1
l m = +1

电荷保持不变。运动 M2 对应正时、正质量物质(E > 0)。
(394)

普通物质的运动。群中正时元素的作用,其中 l = 1。 电荷不变。 (395)

群中一个元素(l = –1;m = +1)对正常物质运动所关联动量的伴随作用:新运动对应狄拉克反物质。

…该元素选自灰色分支。它是一个“反元素”,将物质转化为反物质:l = –1 反转额外维度的符号,这正是我们对反物质的几何定义。

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