Diracovo moře je spekulativní vakuový model , který vysvětluje (nebo předpovídá) existenci antičástic ve fermionech . Vyvinutý Paulem Diracem pro případ elektronu po objevu Diracovy rovnice .
Diracova rovnice předpovídá existenci negativních energetických hladin pro elektrony. Doslovná interpretace tohoto paradoxu by znamenala možnost pádu elektronů do záporných úrovní a uvolnění „neexistující“ energie , což je v rozporu se zkušeností.
Vzhledem k tomu, že elektrony jsou fermiony, a proto pro ně platí Pauliho princip ( více než jeden elektron nemůže být současně ve stejném stavu), Dirac navrhl, aby všechny záporné hladiny byly vyplněny mořem nepozorovatelných elektronů . Při použití vnější energie je však možný přechod elektronu z negativní úrovně na pozitivní. Na uvolněném místě zůstane neobsazený (prázdný) stát - díra . Bude to vypadat jako částice , která má hmotnost elektronu a náboj opačný než elektron. Je to antielektron (pozitron). Elektron s kladnou energií se stane obyčejným pozorovatelným elektronem.
Opačný proces je možný: zničení . Elektron s kladnou energií, interagující s antielektronem, vstoupí do prázdného stavu, naplní jej (to znamená zničí antielektron) a sám zmizí. Uvolňuje se pouze energie.
Diracův model moře pro bosony nefunguje a mnoho (i když ne všechny) z nich má také antičástice.
Ve výše uvedené formulaci vypadá model asymetricky, pro což neexistuje žádné opodstatnění, protože elektron a jeho antičástice, jak se zdá, jsou si rovny. Tento nedostatek lze odstranit teoretickým předpokladem, že „okupované“ a „svobodné“ státy jsou si rovny i v právech (viz Bogolyubovova transformace ).
Model má matematické chyby způsobené uvažováním nekonečného počtu negativních stavů, z nichž všechny (nebo téměř všechny) jsou obsazeny. Na základě fyzikálních úvah také není jasné, proč musí být elektrický náboj vakua (údajně plného elektronů) nutně nulový. Pokusy zbavit se těchto paradoxů také vedou k některým myšlenkám kvantové teorie pole , vyvinuté po vynálezu „moře“ a experimentálním potvrzení existence antičástic.
V moderní fyzice se teorie Diracova moře nebere doslova. Za další rozvinutí této myšlenky lze považovat Higgsův oceán .
The Sea of Dirac je uveden v epizodě 16.17 kultovního japonského anime seriálu Evangelion [1] [2] [3] .
Ve vizuálních románech Chaos;Head a Chaos;Child hraje Diracovo moře důležitou roli ve sci-fi složce příběhu. Gigalomaniaci, lidé se zvláštními schopnostmi, mohou zasahovat do Diracova moře, a tak mohou navzájem vidět své iluze a také je proměnit ve skutečnost prostřednictvím „skutečného stahování“.