Гётынген і Нарадзіліся
Наступны прыпынак Дырака ў яго постдактаранцкай стыпендыі быў у Гётынгене, дзе ён працаваў з Максам Родам (1882 - 1970) і вялікай групай тэарэтыкаў і матэматыкаў, якія былі як электроны ў воблаку, які круціўся вакол ядра, прадстаўленага новай квантавай тэорыяй. Гётынген займаў другое месца пасля Капенгагена як Меку па квантавых тэарэтыкаў.
Гільберт быў там і фон Нойман, а таксама нахабны амерыканец Дж. Роберт Опенгеймер (1904 - 1967), які скончыў доктарскую ступень у Народжаных. Дырак і Опенгеймер завязалі нязграбнае сяброўства. Шмат хто з групы Оппенгеймера лічыўся нахабным, але ён быў у захапленні ад Дырака, які прыбыў са сваім рукапісам па квантавай электрадынаміцы, гатовым да прадстаўлення. Спачатку Оппенгеймер спрабаваў зразумець новы падыход Дырака да квантавання палёў, але ён хутка зразумеў важнасць, як гэта зрабіў Паскуаль Джордан (1902 - 1980), які таксама знаходзіўся ў Гётынгене.
Джордан ужо працаваў над ідэямі, вельмі блізкімі да Дырака, наконт квантызацыі палёў. Здавалася, што ён і Дырак ідуць тым жа шляхам, незалежна ад таго ж часу робячы вельмі падобныя высновы. На самай справе, Іарданія часта была на крок наперадзе Дырака, імкнучыся апублікаваць непасрэдна перад Дыракам, як і з матрыцамі без заменаў, тэорыяй пераўтварэнняў і сувяззю кананічных пераўтварэнняў з другой колькасцю. Аднак праца Дырака пра квантовую электрадынаміку стала шэдэўрам яснасці і ўсебаковасці, запускаючы новае поле такім чынам, якога Джордан яшчэ не дасягнуў сваёй працай. Але з-за блізкасці мыслення Джордана да Дырака ён адразу зразумеў, як пашырыць падыход Дырака. На працягу года ён апублікаваў шэраг работ, якія ўстанаўлівалі фармалізм квантавай электрадынамікі, а таксама тэорыю квантавага поля. З Паўлі ён сістэматызаваў аператараў для стварэння і знішчэння фатонаў. З Вігнерам ён распрацаваў другое квантаванне для хваль матэрыі дэ Бройля, вызначаючы аператары стварэння і знішчэння, якія падпарадкоўваюцца прынцыпу выключэння электронаў Паўлі. Джордан ішоў на рулонах, ідучы наперадзе Дырака па пашырэнні квантавай электрадынамікі і тэорыі палёў, але Дырак хацеў зацьміць Іарданію раз і назаўжды.
Яна ў Кембрыджы
Напрыканцы вясновага семестра ў 1927 годзе Дыраку прапанавалі пасаду супрацоўніка каледжа Сэнт-Джона ў Кембрыджы, якую ён прыняў, вярнуўшыся ў Англію, каб пачаць жыццё ў якасці прафесара каледжа. Улетку і ўвосень, Дырак вярнуўся да сваёй першай захапленні фізікай, адноснасцю, якую яшчэ трэба было паспяхова ўключыць у квантавую фізіку. Оскар Кляйн і Уолтэр Гордан рабілі першыя спробы распрацоўкі рэлятывісцкай квантавай тэорыі, але яны не змаглі правільна ўключыць спінавыя ўласцівасці электрона, і іх хвалевае ўраўненне мела дрэнную звычку ствараць адмоўныя верагоднасці.
Верагоднасць пайшла адмоўна, паколькі ўраўненне Кляйна-Гордана мела два вытворныя часу, а не адзін. Прычына ў яго была дзве (у той час як нерэлятывісцкае раўнанне Шрэдынгера мае толькі адну) у тым, што сіметрыя прасторы і часу запатрабавала падвойнага вытворнага прасторы ўраўнення Шрэдынгера для спалучэння з двайной часовай вытворнай. Dirac, творча разумеючы, зразумеў, што праблема можа быць перавернута, патрабуючы, каб аднадзённая вытворная была спалучана з адной вытворнай прасторай. Праблема заключалася ў тым, што адна касмічная вытворная не мела сэнсу.
Паколькі Дырака збянтэжыў, як атрымаць раўнанне толькі з адной вытворнай, ён гуляў з матацыкламі Паўлі і круціў максімальную ідэнтычнасць, якая звязвала спінавыя матрыцы з імпульсам электронаў. Спачатку ён не мог знайсці асобу, каб звярнуцца да чатырохмерных рэлятывісцкіх імпульсаў, выкарыстоўваючы звычайныя спіральныя матрыцы 2 × 2. Потым ён зразумеў, што чатырохмерны прастора-час можа быць захоплены, калі ён пашырыць 2-х спінавыя матрыцы Паўлі да 4 × 4 спінавых матрыц, і раптам у яго з'явілася новае ўраўненне з чатырохмернай сіметрыяй прастора-час з адзінкавымі вытворнымі пра прастору і час.
У якасці праверкі свайго новага ўраўнення ён разлічыў дробныя дэталі эксперыментальна вымяранага вадароднага спектру, вядомага як тонкая структура, якая супрацьстаіла тэарэтычным тлумачэнням, і ён атрымаў адказы ў цеснай згодзе з эксперыментам. Ён таксама паказаў, што ў электрон быў спін-1/2, і ён разлічыў яго магнітны момант. Ён скончыў свой рукапіс у канцы восеньскага семестра ў 1927 г., а дакумент быў надрукаваны ў пачатку 1928 г. [6] Яго рэлятывісцкае квантавае хвалевае раўнанне стала імгненнай сенсацыяй, якая стала вядомай на ўсе часы як "Ураўненне Дырака". Яму ўдалося знайсці правільную і доўгачаканую рэлятывісцкую квантавую тэорыю, у якой шмат хто раней не спраўляўся. Гэта было вянчальным дасягненнем, якое паставіла Дырака цвёрда на небасхіле квантавых тэарэтыкаў.
Працяг у частцы 3 https://zen.yandex.ru/media/id/5d65475f028d6800ad08a4d2/dyrak-ad-kvantavai-teory-polia-da-antymatery-3-chastka-5d909e4cf73d9d00ae0a17f5