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  • 1 # 使用者8663463822684

    這個問題不僅不低階,還非常有趣。

    事實上德布羅意提出的波長公式就是相對論協變的,粒子的四維動量與波的四維波矢之間的對應關係是

    既然是相對論協變的,那波長當然會隨著參考系變化。而其變換方式就是四維向量在洛侖茲變換下的變換。但是,值得注意的一點是,有時候我們說的德布羅意波長,特指在粒子的靜止系內求出來的 。這個波長代表了粒子的一個特徵的“大小尺度”,粗略地講,粒子的“位置”這個概念只有在該波長以上的距離才有意義。在這個語境裡的德布羅意波長,則是不隨著參考系變化的,因為它是專門在粒子靜止系裡定義的。

    這就回答了題主在問題標題中的提問。關於題主在正文中的提問,請看下文。

    德布羅意關係與其說是一個完整的“理論”,不如說是一套“綱領”。雖然上述關係的可靠性可以透過電子的晶體衍射等實驗來驗證,但是為了得到對粒子的完整描述,我們總得尋找一個波動方程。

    但是,符合上述綱領的相對論性波動方程竟然非常難找。

    1926年~1927年間,薛定諤首先在非相對論極限下找到了正確的單粒子波動方程,也就是著名的薛定諤方程。

    1928年,狄拉克找到了相對論性的單粒子波動方程,亦即狄拉克方程。然而,儘管能成功給出氫原子的精細結構,但這個方程具有先天不足,存在著負能解這樣的嚴重困難。雖然狄拉克以其天才的方式提出了“負電子海”這樣的概念來處理負能解,並因此預言了反物質,但是負能解的困難並沒有完全消除。而且,如何將狄拉克方程應用於多粒子體系也是一個巨大的難題。

    在1920年代末到1930年代間,人們慢慢意識到,不存在描述單粒子的相對論性波動方程。這是因為,在粒子的運動達到相對論效應顯著的區間時,相互作用的能量通常很高,此時粒子-反粒子對很容易被產生出來。因此,單粒子的波動方程是不足以描述相對論效應的。於是,人們將狄拉克方程進行二次量子化,發展了量子場論,這是專門描述多粒子相互作用的理論。

    量子場論是量子理論與狹義相對論一次成功的聯姻。在相對論協變性得到保持的情況下,困擾狄拉克方程的負能解消失了,取而代之的是具有正能量的反粒子。而描述電磁相互作用的量子場論,就是題主所問的量子電動力學。

    因此,我們可以看到,量子論的發展的主線之一就是“為德布羅意波尋找一個波動方程”。從薛定諤到狄拉克至於費曼等人,從非相對論的波動方程到相對論的波動方程、乃至於意識到“波動方程”這個問題本身就不合適,人們為此奮鬥了數十年。因此,題主在正文中問的

    德布羅意公式在狹義相對論裡面或者是量子電動力學裡有什麼。。。。。修正之類的๑_๑查不到欸

    答案是“否”。德布羅意關係本來就是相對論協變的,而且它在量子場論裡也是綱領性的。

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