Как думать об античастицах в уравнении КГ?

Я новичок в изучении QFT и столкнулся с проблемой.

Я знаю, что в уравнении Дирака, благодаря принципу запрета Паули и полагая, что вакуум - это состояние, в котором все состояния с отрицательной энергией заняты, а все состояния с положительной энергией пусты, античастицы в уравнении Дирака не являются занятыми состояниями с отрицательной энергией, позиции точно так же, как дыры в занятых состояниях.

Но в уравнении КГ, уравнении для частиц с нулевым спином, нет принципа исключения Паули, и не стоит думать, что вакуум такой же, как в уравнении Дирака, потому что частицы будут прыгать из состояний с положительной энергией в состояния с отрицательной энергией. состояний и последовательно переходят на более низкие энергетические состояния.

Итак, как объяснить античастицы в уравнении КГ?

Это одна из причин квантования полей, а не частиц. После того, как мы правильно проквантуем поля, нам больше не понадобится интерпретация моря Дирака. QFT обеспечивает неотрицательные энергетические состояния.
Для этого вам нужно фактически квантовать комплексное поле Клейна-Гордона, заданное лагранжианом:
л "=" мю ф мю ф м 2 ф ф
. Реальное поле Клейна-Гордона не дает двух видов частиц.

Ответы (1)

Концепция моря Дирака есть лишь частный случай следствия постулата о существовании свободных частиц (полей) только положительных энергий. Поговорим о применении этого постулата в целом.

По нему строим выражения для операторов энергии, импульса и заряда (нетеровского тока) свободных частиц (поля). Выражается в терминах операторов создания/уничтожения а ^ , а ^ + , б ^ , б ^ + . Затем мы смотрим на знак собственных значений операторов энергии и импульса, а затем накладываем коммутационные или антикоммутационные родственники для операторов рождения/уничтожения на отсутствие отрицательных собственных значений (для того, чтобы говорить о знаке собственного значения, нам нужно определить вакуумное состояние | частиц системы как а ^ | "=" б ^ | "=" 0 ). Отсюда автоматически следует, что операторы импульса, энергии и заряда имеют общую основу, и в случае сложного поля, действующего оператором заряда на одночастичное состояние а ^ + | приводит к а ^ + | , а для случая б ^ + Это ведет к б ^ + | . Итак, мы говорим, что а ^ + | -состояние имеет отрицательный заряд, и б ^ + | -состояние имеет положительный заряд, при этом оба они имеют положительные значения энергии.