La teoría del agujero de Dirac es una teoría de la mecánica cuántica , que lleva el nombre del físico teórico inglés Paul Dirac , quien la introdujo en 1929. [1] La teoría plantea que el continuo de estados de energía negativos , que son soluciones a la ecuación de Dirac , están llenos de electrones , y las vacantes en este continuo (huecos) se manifiestan como positrones con energía y momento negativos de los del estado. [2] El descubrimiento del positrón en 1929 dio un apoyo considerable a la teoría del agujero de Dirac. [3]
Mientras Enrico Fermi , Niels Bohr y Wolfgang Pauli se mostraron escépticos acerca de la teoría, otros físicos, como Guido Beck y Kurt Sitte , utilizaron la teoría del agujero de Dirac en teorías alternativas de la desintegración beta . [4] Gian Wick amplió la teoría del agujero de Dirac para cubrir los neutrinos , introduciendo el antineutrino como un agujero en un mar de neutrinos de Dirac . [4]
La teoría de los agujeros proporciona una perspectiva alternativa sobre los procesos de producción y aniquilación de pares : cuando un fotón de suficiente energía incide sobre un estado ocupado en el 'mar' de energía negativa, puede excitar un electrón hacia la región de energía positiva, creando tanto un electrón mientras crea un estado vacante (hueco) en la región de energía negativa: un antielectrón o, más comúnmente, un positrón. [5]
Por el contrario, debido al principio de acción mínima , la proximidad de un electrón y un positrón presenta una oportunidad para que el electrón se desexcite, liberando un fotón y reduciendo la energía general del sistema; esto es observacionalmente idéntico al proceso de aniquilación. .