[科普中國]-旋量場

概述

由所描寫的自旋為1/2的場就稱為旋量場。旋量場是由狄拉克方程中引入的，與狄拉克方程有關(guān)。量子場論中，場量是一個(gè)算符，它表示粒子的湮沒和反粒子的產(chǎn)生，因此稱為旋量場算符。

旋量又稱為“螺旋”，是一組同時(shí)表示矢量的方向和位置的對(duì)偶矢量，可以表示剛體的角速度和線速度，或者表示剛體力學(xué)中的力和力矩。這樣一個(gè)含有6個(gè)標(biāo)量的旋量概念，具有幾何意義明確、表達(dá)形式簡單、代數(shù)運(yùn)算方便、理論難度不高等優(yōu)點(diǎn)，因而在航天器、機(jī)器人等多體系統(tǒng)分析中得到了廣泛的應(yīng)用。1

基本原理狄拉克方程 是描寫自旋為1/2的粒子的場方程，方程中 是四行四列的狄拉克矩陣， 是四行一列的矩陣， 是粒子的質(zhì)量。自旋為1/2的電子、正電子、質(zhì)子、中子等粒子的場都由狄拉克方程來描寫。

狄拉克方程的解 是一個(gè)四分量的波函數(shù)： ，稱作狄拉克旋量。因而，由所描寫的自旋為1/2的場稱為旋量場。

在量子場論中，場量是一個(gè)算符，它表示粒子的湮沒和反粒子的產(chǎn)生，因此稱為旋量場算符。2