4. Позитрон Дирака
Решение аналогичной
задачи привело П. Дирака в 1930 году к «открытию» частицы с
отрицательной энергией (позитрона) и последующей за этим космологической
проблеме антиматерии. В его работе [2] читаем: «Вопрос об отрицательных
энергиях возник из изучения движения частицы сообразно частному принципу
относительности. В нерелятивистской механике энергия
W
частицы задаётся в функции её скорости
u или же количества движения
p
формулой
W
= mu2/2
= p2/2m,
чему отвечают всегда
положительные
W;
однако в релятивистской механике требуется заменить эти формулы на
W2
= m2c4
+ c2p2,
или
W
= c(m2c2
+ p2)1/2,
что позволяет энергии
W
быть как положительной так и
отрицательной».
На этом основании Дирак
допускает существование в природе как электронов с положительной
энергией, так и «моря» электронов с отрицательной энергией, разделённых
энергетическим интервалом 2m0
c
2
(рис. 3). Все уровни с отрицательной
энергией заполнены электронами и на каждом из них находится по одному
электрону. Если электрону в состоянии с отрицательной энергией с помощью
энергичных гамма-квантов сообщить энергию, превышающую
2m0
c
2,
то он переходит в состояние с положительной энергией и ведёт себя как
обычный электрон. При этом в состоянии с отрицательной энергией
появляется «дырка», которая ведёт себя как положительная частица с
массой электрона — позитрон.
Таким образом согласно Дираку происходит рождение пары электрон-позитрон, которое через короткое время заканчивается их аннигиляцией и излучением гамма-квантов. Причём источником рождаемых названных и других пар в виртуальной физике признаётся материализованный физический вакуум, а в данном конкретном случае некая из его многочисленных разновидностей — электронно-позитронный вакуум или фон электронов в состоянии с отрицательной энергией.
В нашей случае гипотеза физического вакуума как материальной среды оказывается невостребованной, ибо с успехом может быть заменена концепцией силового поля физических объектов. То есть упругой материальной средой, в которой при определённых условиях (релятивистские частицы в сильных полях) возможно временное образование полевых вихрей (элементарных квазичастиц), подобных вихревым макроскопическим образованиям в атмосфере. К такого рода микроскопическим образованиям и относятся, на наш взгляд, все неустойчивые частицы, обильно рождаемые в ускорителях и изучаемые в рамках физики высоких энергий или элементарных частиц. По указанной причине в рамках нашей неоклассической физики проблема антиматерии с повестки дня снимается, а раздел физики высоких энергий оказывается ненужным.