구멍이론(hole theory)

구멍이론

[ hole theory , ─理論 ]

영국의 물리학자 P.A.M.디랙이 양전자를 가정하여 제창한 이론이다. 이론에서 가정한 양전자가 우주선에서 발견됨으로써 이론이 증명되었다.

공공이론(空孔理論)이라고도 한다. 디랙의 전자론에서는 전자는 보통 양(陽)의 에너지를 지닌 상태뿐만 아니라 음(陰)의 에너지를 지닌 상태도 취할 수 있다. 그런데 양자역학에 따르면, 전자는 하나의 상태로부터 다른 상태로 바뀔 수 있으므로, 양의 에너지상태에 있는 전자는 광자(光子)를 방출함으로써 모두 음의 에너지상태로 떨어지고 만다. 디랙은 이 난점을 피하기 위해 보통 진공이라 생각하고 있는 것은 실은 음의 상태로 전자가 가득 채워져 있는 것이라고 가정했다.

그렇게 하면, 파울리의배타원리에 의해 하나의 상태에는 1개의 전자밖에 들어갈 수 없으므로, 양에너지의 전자가 음에너지상태로 떨어질 수 없게 된다. 그 대신 음에너지상태에 있는 전자가 빛을 흡수하여 양에너지상태로 옮겨가면 그 뒤에 구멍이 생기는데, 그 구멍은 양의 전하를 가진 전자(양전자)와 똑같은 움직임을 보일 것이다. 이것이 구멍이론이다. 장(場)의 이론에 따라 양전자를 다룰 때에는, 보통 구멍을 양전자라 해석함으로써 음에너지상태의 개념은 불필요하게 된다. 1930년 디랙이 이 이론을 내놓은 2년 뒤에 양전자가 우주선(宇宙線) 안에서 발견되어 이 이론이 증명되었다.

참조항목

폴 디랙, 디랙방정식, 양전자

출처 :두산백과

구멍이론

(hole theory )

디랙방정식의 해로서 나타나는 음에너지상태의 곤란을 피하기 위해 P. A. M. 디랙이 제안한 이론. 진공은 모든 음에너지 상태가 전자로 충만되어 있는 상태로 보고 음에너지의 전자가 양에너지 상태로 이동해서 생긴 진공의 빈구멍이 전자의 반입자, 즉 양전자라고 해석했다.

그리하여 실제로 관측되는 것은 진공에서의 이들의 차이로 양에너지의 전자와 음에너지의 빈구멍, 즉 양전자라고 했다.

이 생각은 C. 앤더슨의 양전자 발견에 의해 확인되었다.

파울리의 원리에 의해 양에너지를 가진 전자는 음에너지의 구멍에만 떨어질 수 있다.

스핀 1/2인 소립자는 모두 음에너지상태를 가지므로 구멍이론에 의한 처리를 필요로 한다.

출처 : http://www.scienceall.com/dictionary/dictionary.sca?todo=scienceTermsView&classid=&articleid=247698&bbsid=619&popissue=