量子力学で相対論を考える (1)
まず、特殊相対論から、
s2 = (ct)2 - (x2+y2+z2)=一定
を、内積に計量テンソルgをつけて
s2 =gμn・μn n=0,1,2,3
これを量子化(νn=-ih' ∂/∂μn)して
∂2/∂(ct)2 - (∂2/∂x2+∂2/∂y2+∂2/∂z2)
=∂2/∂s2 と置く。
これと、クラインゴルドンの方程式とを見比べると
(E2/c2 - p2) ψ= (mc)2 ψ=(h'^2 ∂2/∂s2)ψ
E=ν0、p_n=νn と置き、*をエルミート内積とすると
gνnνn ψ= (mc)2 ψ=-(ih' ∂/∂s)(ih' ∂/∂s)ψ n=0,1,2,3
sに注目すると、
ψ(s) = a exp(-i mc s/h') + b exp(i mc s/h')
これは、sの波動関数を意味します。
b=0 なら | ψ(s) |=一定で、s空間に一様に広がっています。
この場合、sの正準共役量mc の状態は、
ψ(m) = δ(m - m0) であり、m0にピークを持つデルタ関数であり
いわゆる普通の粒子です。
光は、m=0です。
右辺第1項と第2項では、mの符号が逆。つまり
a=0 なら、
ψ(m) = δ(m+m0) であり、-m0にピークを持つデルタ関数
です。
反粒子は、m>0のはずですから、これは反粒子ではなく
騾馬粒子と言って変な性質を持ちます。
a=b なら、
ψ(s) = cos(mc s/h') ですから、s空間上の波(実数関数)です
a= -b でも、s空間上の波です。
これらは、sの確率が0になる時=消滅しますが、瞬間なので
「光」ではないです。
この場合、sの正準共役量mc の状態は、
ψ(m) = δ(m ± m0) であり、m0と -m0 に
ピークを持つデルタ関数です。
これは、粒子と騾馬粒子の重ね合わせであって、
sの大きさが変動しますから
私は、真空のゆらぎと思うのですが、確証はないです。
何なんでしょう(ダークマターだったら面白いのですが)