Marea Dirac este un model de vid speculativ care explică (sau prezice) existența antiparticulelor în fermioni . Dezvoltat de Paul Dirac pentru cazul unui electron după descoperirea ecuației lui Dirac .
Ecuația lui Dirac prezice existența unor niveluri de energie negative pentru electroni. O interpretare literală a acestui paradox ar însemna posibilitatea ca electronii să cadă în niveluri negative, eliberând energie „inexistentă” , ceea ce este contrar experienței.
Deoarece electronii sunt fermioni și, prin urmare, principiul Pauli este valabil pentru ei ( mai mult de un electron nu poate fi în aceeași stare în același timp), Dirac a sugerat că toate nivelurile negative sunt umplute cu o mare de electroni neobservabili . Cu toate acestea, atunci când se aplică o energie externă, este posibilă trecerea unui electron de la un nivel negativ la unul pozitiv. În locul eliberat, va rămâne o stare neocupată (gol) - o gaură . Va arăta ca o particulă care are masa unui electron și o sarcină opusă celei a electronului. Este un antielectron (pozitron). Un electron cu energie pozitivă va deveni un electron observabil obișnuit.
Procesul invers este posibil: anihilarea . Un electron cu energie pozitivă, interacționând cu un antielectron, intră într-o stare goală, umplându-l (adică distrugând antielectronul) și dispare singur. Se eliberează doar energie.
Modelul mării Dirac nu funcționează pentru bosoni și mulți dintre ei (deși nu toți) au și antiparticule.
În formularea de mai sus, modelul arată asimetric, pentru care nu există nicio justificare, deoarece electronul și antiparticula lui, s-ar părea, sunt egale. Acest neajuns poate fi eliminat prin presupunerea teoretică că statele „ocupate” și „libere” sunt, de asemenea, egale în drepturi (vezi transformarea Bogolyubov ).
Modelul are defecte matematice cauzate de luarea în considerare a unui număr infinit de stări negative, toate (sau aproape toate) fiind ocupate. Pe baza considerentelor de fizică, nu este clar de ce sarcina electrică a unui vid (se presupune că este plin de electroni) trebuie să fie neapărat zero. Încercările de a scăpa de aceste paradoxuri duc și la unele idei ale teoriei câmpului cuantic , dezvoltate după inventarea „mării” și confirmarea experimentală a existenței antiparticulelor.
În fizica modernă, teoria Mării Dirac nu este luată la propriu. Oceanul Higgs poate fi considerat o dezvoltare ulterioară a acestei idei .
Marea lui Dirac este prezentată în episodul 16.17 din serialul anime japonez cult Evangelion [1] [2] [3] .
În romanele vizuale Chaos;Head și Chaos;Child , Marea Dirac joacă un rol important în componenta science-fiction a poveștii. Gigalomanii, oameni cu abilități speciale, pot interfera cu Marea Dirac, astfel își pot vedea iluziile reciproc și, de asemenea, le pot transforma în realitate prin „descărcare reală”.