Dirachavet är en spekulativ vakuummodell som förklarar (eller förutsäger) förekomsten av antipartiklar i fermioner . Utvecklad av Paul Dirac för fallet med en elektron efter upptäckten av Diracs ekvation .
Dirac-ekvationen förutsäger förekomsten av negativa energinivåer för elektroner. En bokstavlig tolkning av denna paradox skulle innebära möjligheten att elektroner hamnar i negativa nivåer och frigör "icke-existerande" energi , vilket strider mot erfarenheten.
Eftersom elektroner är fermioner och därför är Pauli-principen giltig för dem ( mer än en elektron kan inte vara i samma tillstånd samtidigt), föreslog Dirac att alla negativa nivåer är fyllda med ett hav av oobserverbara elektroner . Men när en extern energi appliceras är övergången av en elektron från en negativ nivå till en positiv möjlig. På den lediga platsen kommer en obebodd (tom) stat att finnas kvar - ett hål . Det kommer att se ut som en partikel som har en elektrons massa och en laddning som är motsatt elektronens. Det är en antielektron (positron). En elektron med positiv energi kommer att bli en vanlig observerbar elektron.
Den omvända processen är möjlig: förintelse . En elektron med positiv energi, som interagerar med en antielektron, går in i ett tomt tillstånd, fyller det (det vill säga förstör antielektronen) och försvinner själv. Endast energi frigörs.
Dirac-havsmodellen fungerar inte för bosoner , och många (men inte alla) av dem har också antipartiklar.
I ovanstående formulering ser modellen asymmetrisk ut, vilket det inte finns någon motivering för, eftersom elektronen och dess antipartikel, det verkar, är lika. Denna brist kan elimineras genom det teoretiska antagandet att "ockuperade" och "fria" stater också är lika i rättigheter (se Bogolyubov-transformationen ).
Modellen har matematiska brister som orsakas av att man beaktar ett oändligt antal negativa tillstånd, som alla (eller nästan alla) är upptagna. Baserat på fysikaliska överväganden är det inte heller klart varför den elektriska laddningen av ett vakuum (förmodas fullt av elektroner) nödvändigtvis måste vara noll. Försök att bli av med dessa paradoxer leder också till några idéer om kvantfältteori , utvecklade efter uppfinningen av "havet" och den experimentella bekräftelsen av förekomsten av antipartiklar.
I modern fysik tas Dirac Sea-teorin inte bokstavligt. Higgshavet kan betraktas som en vidareutveckling av denna idé .
The Sea of Dirac är med i avsnitt 16.17 av den japanska kultserien Evangelion [ 1] [2] [3] .
I de visuella romanerna Chaos;Head and Chaos;Child spelar Dirachavet en viktig roll i berättelsens science fiction-komponent. Gigalomaner, personer med speciella förmågor, kan störa Dirachavet, därigenom kan de se varandras illusioner, och även förvandla dem till verklighet genom "riktig nedladdning".