relativistička kvantna mehanika

relativistička kvantna mehanika, teorija moderne fizike koja povezuje kvantnu mehaniku i relativističku fiziku na osnovama relativističkoga gibanja čestice i njezinih kvantnomehaničkih karakterističnih svojstava (npr. spin čestice).

Schrödingerova valna jednadžba uspješno opisuje širenje valova materije za elektrone i druge subatomske čestice, te zračenje atoma uračunavanjem kvantne naravi svjetlosti. Schrödingerova teorija ne može potpuno objasniti sva svojstva atoma, npr. međudjelovanje s magnetskim poljem (Zeemanov efekt), pogotovo za složenije atome, a uopće ne uzima u obzir spin elektrona.

Klein-Gordonova jednadžba (nazvana po švedskom fizičaru Oskaru Kleinu i njemačkom fizičaru Walteru Gordonu koji su 1926. njome opisali relativističke elektrone) opisuje gibanja slobodnih čestica u prostoru i vrijedi za sve brzine. Ona je relativistička jednadžba valova materije, ali se primjenjuje i za čestice koje nemaju spin. U graničnome slučaju, stavi li se da su masa mirovanja čestice i njezina frekvencija mirovanja jednake nuli, ta jednadžba postaje valna jednadžba svjetlosti.

Diracova relativistička valna jednadžba elektrona (nazvana po Paulu Adrienu Mauriceu Diracu koji ju je postavio 1928) opisuje svojstva elektrona koji se giba relativističkom brzinom i za razliku od Klein-Gordonove jednadžbe uzima u obzir spin elektrona (ili neke druge čestice). Rješenja Diracove relativističke valne jednadžbe bila su u skladu s magnetskim svojstvima elektrona i finom strukturom spektralnih linija, a predvidjela su postojanje pozitrona i tvorbu parova čestica i antičestica.

Ujedinjenje velikih teorija fizike (kvantne mehanike i teorije relativnosti) s fizikom svemira i čestica nastojanje je fizike i u XXI. st.

Citiranje:
relativistička kvantna mehanika. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2020. Pristupljeno 3. 8. 2020. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=52374>.