Kaunein yhtälö on… Diracin yhtälö

”Esteettisesti se on elegantti ja yksinkertainen”, sanoo Jim Al-Khalili Surreyn yliopistosta Guildfordissa, Britanniassa. ”Tämä yhtälö on hyvin voimakas, lähinnä sen vuoksi, mitä se merkitsee ja millainen rooli sillä oli 1900-luvun fysiikan historiassa.”

Diracin yhtälö ennusti antiaineen olemassaolon

Yhtälön löysi fyysikko Paul Dirac 1920-luvun lopulla. Se on edelleen erittäin vaikutusvaltainen.

Se yhdisti kaksi tieteen tärkeintä ajatusta: kvanttimekaniikan, joka kuvaa pienten kappaleiden käyttäytymistä, ja Einsteinin erityisen suhteellisuusteorian, joka kuvaa nopeasti liikkuvien kappaleiden käyttäytymistä. Tuloksena Diracin yhtälö kuvaa, miten elektronien kaltaiset hiukkaset käyttäytyvät, kun ne liikkuvat lähellä valon nopeutta.

”Se oli ensimmäinen askel kohti niin sanottua kvanttikenttäteoriaa, joka on antanut meille hiukkasfysiikan standardimallin ja Higgsin bosonin”, Al-Khalili sanoo.

Fyysikko Jon Butterworth University College Londonista Iso-Britanniasta valitsi myös Diracin yhtälön.

”Rakastan Diracin yhtälöä, koska siinä yhdistyvät elegantti matematiikka ja valtavat fysikaaliset seuraukset”, Butterworth sanoo. ”Paul Dirac oli päättänyt keksiä kunnollisen relativistisen kvanttiyhtälön elektroneille. Hän onnistui siinä, mutta seuraukset olivat kauaskantoisemmat kuin kukaan olisi voinut kuvitellakaan.”

Vähemmänkin dramaattisesti Diracin yhtälö ennusti antiaineen – kaikkien tunnettujen hiukkasten peilikuvan – olemassaolon. Antimaterian havaittiin myöhemmin olevan olemassa reaalimaailmassa.

”Ei hassumpi juttu yhdestä yhtälöstä”, Butterworth sanoo.

Lue lisää: Mikä on kaunein yhtälö?

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.