文档介绍：如果存在负能态, 一个电子可以朝更低的负能态跃迁, 无限制的放出能量, 真实的电子却不存在这样的情况, 为了挽救这个问题, 狄拉克提出空穴假说, 在物理世界中, 所有的电子负能级都被填满了电子, 更具泡利不相容原理, 一个量子态只能容纳一个电子, 正能量电子无法跃迁到已经被占满的负能量位置上, 这个充满电子的真空, 叫做狄拉克海, 如果某些情况下, 足够的能量将海中的一个负能量电子拉到了正能态, 出现一个正能量的电子, 同时海中出现一个空穴, 狄拉克海中出现的空穴相当于缺少了负电荷, 表现为正电荷, 缺少了负能量, 表现为正能量, 因为需要提供能量, 才能将其从真空中拉出来, 这样一个空穴, 可以解释为一种新的粒子——正电子,它除了和电子具有相反的电荷和磁矩外,其他性质完全相同。 15 宙线中首先被找到的。第二节强子与同位旋对称性强相互作用有一种粒子来进行传递,这种粒子后来被发现,我们就认识了一种新的粒子,叫π介子,事实上在 20 世纪 40 年代末到 50 年代初,物理学家还在宇宙线当中还发现了越来越多的质子和中子的兄弟姐妹,比如说他们发现了这么多的粒子,其中有所谓的Λ介子,它是电中性的跟中子一样, 还有三种不同的Σ粒子, 有两种不同电荷的Ξ粒子, 所以这些粒子越来越多,这个世界变得越来越复杂。那么为了把这些复杂性变得简单, 所以我们需要来了解关于对称性的一些知识, 对称性在粒子物理当中, 扮演着非常重要的角色。对称是指物理规律在某种变换之下保持不变, 这种不变性具有非常重要的意义,在本书中我们已经了解到有两种对称性,第一种是时空对称性, 也就是说物理规律在所有的惯性系当中都是一样的, 时空对称性也就是爱因斯坦狭义相对论的基础。第二种对称型叫电荷共轭对称性, 它是指把一个粒子换为一个反粒子, 它的物理规律是不是有相同之处,对称性能把世界变得简单化,所以对称性是一个非常重要的概念,如果学过量子力学的话,对称性能够导致所谓的能谱简并,在量子力学当中我们知道, 系统的状态一般具有一个固定的能量, 有的时候我们发现一个系统处在几个不同的状态之下,它也都具有相同的能量,我们这个时候就说能量是简并的,这个简并实际上是由对称性造成的。比如我们考虑一个系统, 在中心立场当中的性质, 我们说这个系统具有旋转对称性,用群的语言表示就是说有一个 SO(3) 的对称性,这个 SO(3) 对称性就包括了空间所有的转动之下, 相互作用是不变的, 有了这个转动对称性以后, 这个系统的波函数可以用一个球谐函数(,)Ylm 来表示, (,)(cos)mimmllYNeP 16 这个 m 是所谓的质量指数, 它的取值是从 l到l, 也就是系统在旋转对称性之下, 有一个 21l 的简并度, 也就是 21l 个状态具有相同的能量, 那么同位旋对称性是人们意识到的一种和时间和空间没有关系的一种内部的对称性。首先认识到这种对称性的是海森堡,他在 1932 年提出了这种对称性,他提出这种对称性的一个主要的理由是质子和中子具有非常类似的质量,事实上它们的质量之差小于它们质量的 1% ,事实上质子和中子除了电荷不一样以外, 它们其他性质几乎是一模一样的, 那么为了表示质子和中子之间有一个对称性我们可以引入一个 2 为的复的矢量空间: pn p 表示质子的状态, n 表示中子的状态,如果我们在这个