狄拉克矩阵

狄拉克矩阵

狄拉克矩阵(Dirac matrices)是在泡利矩阵的基础上引入的,是 英国 理论物理学家、量子力学的奠基者之一的 保罗·狄拉克 提出来的。狄拉克矩阵是从狄拉克方程中演变出来的。

概念

狄拉克 方程可以写成 ,其中 称为狄拉克矩阵, ;

这四个矩阵都是四行撕裂矩阵,一般所取的形式如

这些矩阵都是厄米特矩阵,并且满足如下对易关系:

或写成

其中

狄拉克矩阵 和费米子场 算符 可以组成矢量和 张量 ,经常出现在相互作用拉氏函数密度中。

基本原理

自由电子的 哈密顿 为 ,按 相对论 的 动量 能量关系 ,有 。把等式两边展开,得:

比较上式两边 和 的系数,得到 应满足的条件为

由于 ,可得 的本征值等于 ;而由 及 ,可得:

故 ,同理,有

可见 的性质表示无迹。