1928년물리학
디랙 방정식과 반물질 예측
폴 디랙이 상대성이론과 양자역학을 통합한 방정식을 발표했고, 이 방정식의 해로부터 전자의 반입자(양전자)가 존재해야 함을 예측했다.
“디랙 방정식은 반물질을 예언했다 — 우주엔 모든 입자의 반대쪽이 존재한다.”
이야기의 시작
방정식을 풀다 보니 '음의 에너지 전자'가 나왔다 — 디랙은 이것이 아직 발견되지 않은 입자임을 직감했다.
발견 전
슈뢰딩거 방정식은 상대론적으로 불완전했다. 빠른 전자를 정확히 기술하려면 새 방정식이 필요했다.
질문
상대성이론과 양자역학을 동시에 만족하는 전자 방정식을 세울 수 있을까?
발견
디랙은 1928년 스핀을 자동으로 포함하는 상대론적 파동 방정식을 유도하고, 방정식의 음에너지 해가 양전하를 가진 전자, 즉 양전자임을 예측했다.
당시 반응
1932년 칼 앤더슨이 우주선 실험에서 양전자를 실제로 발견해 예측이 적중했음을 증명했다.
세상이 바뀐 점
반물질 개념이 탄생했고, 모든 기본 입자에는 반입자가 있음이 밝혀졌다.
오늘날
암 진단에 쓰이는 PET-CT는 양전자 방출을 이용하는데, 양전자는 디랙이 순수한 수학으로 먼저 예측한 반물질이다.