Пол Адрыян Морыс Дырак (1902 - 1984) атрымаў Нікеля Бора, які нагадваў пра шматлікіх вялікіх навукоўцаў, з якімі ён працаваў на працягу многіх гадоў. Гэта мянушка, якая пераклікаецца з незлічонымі "гісторыямі Дырака", якія маюць шмат міфалогіі калідораў фізічных факультэтаў па ўсім свеце. Дырак быў нязграбны, сарамлівы, адзінокі, рэдка што-небудзь казаў, быў цалкам літаральны, не меў ні найменшага разумення мастацтва ці паэзіі, ні яснага разумення чалавечага міжасобаснага ўзаемадзеяння.
Дырак таксама быў бліскучым, што забяспечваў тэарэтычную аснову цэнтральнай парадыгмы сучаснай фізікі - квантавай тэорыі поля. Адкрыццё бозона Хігаса ў 2012 годзе, дасягненне чалавека, якое ахоплівае амаль стагоддзе навуковых намаганняў, грунтуецца на тэорыі квантавых палёў, якія пранікаюць у космас. Часціца Хігса, калі яна ўзнікае на Вялікім адронным калайдары ў Жэневе, уяўляе сабой адзінае квантавае ўзбуджэнне поля Хігса, поля, якое звычайна знаходзіцца ў вакуумным стане, напоўненае квантавымі ваганнямі, якія насычаюць усе часціцы - і вы, і я. —З масай. Поле Хігса - спадчына Дырака.
Капенгаген і Бор
Хоць Дырак, як малады навуковец, першапачаткова захапляўся тэорыяй адноснасці, ён працаваў пры Ральфе Фаўлеры (1889 - 1944) у фізічным аддзеле Кембрыджа ў 1923 годзе, калі ў яго з'явілася магчымасць прачытаць дасканалыя дакументы пра матрычную матрыку Гейзенберга. Гэта выпадковае падзея запусціла яго па ўласнай траекторыі квантавай тэорыі. Пасля таго, як Дырак атрымаў ступень доктара ў Кембрыджы ў 1926 годзе, ён атрымаў стыпендыю, якая накіравала яго на працу з Нільсам Бор (1885 - 1962) у Капенгаген - асноўны нуль новай фізікі. За час свайго знаходжання, Дырак праславіўся доўгай прагулкай па Капенгагене, калі ён гуляў з думкамі, выконваючы душэўныя жангліраванні абстрактных сімвалаў, маючы на ўвазе, як яны будуць пераймаць і дзейнічаць. Яго ўвага была засяроджана на электрамагнітным полі і тым, як яно ўзаемадзейнічала з квантаванымі станамі атамаў.
Хоць электрамагнітнае поле было класічным полем святла, яно было таксама квантавым полем фатона Эйнштэйна, і ён задаўся пытаннем, як можна згенераваць квантаваныя гарманічныя асцылятары электрамагнітнага поля пры дапамозе квантавых хвалевых функцый, якія дзейнічаюць у якасці аператараў. Але дзейнічае на чым? Ён вырашыў, што для стварэння фатона хвалевая функцыя павінна працаваць у стане, у якім не было фатонаў - асноўны стан электрамагнітнага поля, якое называецца вакуумным.
У канцы 1926 г., набліжаючыся да канца знаходжання ў Капенгагене з Борам, Дырак змясціў гэтыя думкі ў адпаведную матэматычную форму і пачаў працу над двума паслядоўнымі рукапісамі. Першы рукапіс змяшчаў тэарэтычныя падрабязнасці аператараў аперацый электрамагнітнага поля, якія не трацяць. Ён назваў працэс генерацыі фатонаў з вакууму "другім квантаваннем". Гэтая фраза крыху памылкова, бо няма пэўнай «першай квантызацыі» сама па сабе, хаця ён, напэўна, думаў пра квантаваныя ўзроўні энергіі Шрэдынгера і Гейзенберга. У другім квантаванні класічнае поле электрамагнетызму пераўтвараецца ў аператар, які генеруе кванты адпаведнага квантавага поля з вакууму (а таксама знішчае фаты назад у вакуум). Аператары стварэння могуць прымяняцца зноў і зноў для стварэння стану N-фатонаў, якія змяшчаюць N фатонаў, якія падпарадкоўваюцца статыстыцы Боза-Эйнштэйна, бо яны павінны, як таго патрабуе іх цэлы лік, згаджаючыся з выпраменьваннем чорнага цела Планка.
Затым Дырак пайшоў далей, каб паказаць, як узаемадзеянне квантаванага электрамагнітнага поля з колькасным узроўнем энергіі ўдзельнічала ў знішчэнні і стварэнні фатонаў, калі яны спрыялі павышэнню ўзроўню атамнай энергіі альбо павышалі іх пры дапамозе стымуляванага выпраменьвання. Вельмі важна, што новая тэорыя Дырака растлумачыла самаадвольнае выпраменьванне ўзроўню ўзбуджанага электрона як прамы фізічны працэс, які стварае фатон, які забірае энергію, калі электрон падае на больш нізкі ўзровень энергіі. Спантанная эмісія была растлумачана спачатку Эйнштэйнам больш чым на дзесяць гадоў раней, калі ён атрымаў знакамітыя каэфіцыенты А і В, але аргументы Эйнштэйна абапіраліся на прынцып дэталёвага балансу, які з'яўляецца тэрмадынамічным аргументам.
Уражвае, што глыбокае разуменне Эйнштэйнам тэрмадынамікі і статыстычнай механікі магло дазволіць яму атрымаць неабходнасць як спантаннай, так і стымуляванай эмісіі, але фізічны механізм для гэтых працэсаў быў зроблены, а не атрыманы. У канцы 1926 г. Дырак стварыў першую прамую тэорыю абмену фатонаў з матэрыяй. Гэта было нараджэннем квантавай электрадынамікі, вядомай як QED, і нараджэннем тэорыі квантавага поля.
Працяг у частцы 2 https://zen.yandex.ru/media/id/5d65475f028d6800ad08a4d2/dyrak-ad-kvantavai-teory-polia-da-antymatery-2-chastka-5d909d40ec575b00b0c88ea9