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在計算電子的性質方面的巨大作用，如自旋。自旋是軸透過電子角動力自轉的，有點像地球圍繞著自己的軸轉動。早先我們知道的是，所有電子的自旋都是h/4π，但是原因並不清楚。狄拉克方程解釋了這個原因，並且正確推算出一些自旋電子的磁力，並且做出了一個新的預測，在有相反電荷的情況下，有一種自旋的粒子存在。後來被稱為正電子的這些粒子，是1932年被卡爾•安德森(carl andern)發現的。它們是第一個反粒子案例，它們的存在被許多理論預測到了，量子力學和特殊相對論都能對其進行解釋。

量子場論

對反粒子的研究，瞭解它們的性質，展示出相對量子理論的新方面，即事物的產生和消亡。狄拉克預測到並且很快觀察到，當高能量的光子穿過物體時，電子和正電荷可以成對一起產生。並且，一個正電荷靠近一個電子後，兩者會同時迅速消失，隨即轉化為幾個光子。為了闡述粒子變化的數量上的轉化，應用量子力學新理論，即場論是非常必要的。

在牛頓物理學中，一個領域代表了一個物理數量，如電場力，根據精確的數學方程式，電場力在時間和空間裡從一個點到另一個點變化。這種經典領域可以在不同的點上有不同的數值。普通的量子理論最先被狄拉克運用到電磁領域。這種自動結合暗示了普朗克和愛因斯坦提出的有屬性的粒子存在。而且，他能運用量子場論的形式來描述光子如何被帶電粒子放射和吸收，如原子中的電子輻射，後來被稱為qed，或者量子電動力學。19世紀50年代後期，qed一個重要的實際應用是雷射。

許多物理學家都認為，早先的未知領域都涉及各種型別的粒子變化的過程。比如，1933年，恩里科•費米(enri feri)利用量子場論解釋了電子從核子的發射，這個過程後來被稱作β衰變。從普遍的經驗中能得出，量子場論能夠適應量子力學的規律，而且符合相對論，自然解釋粒子的產生和消亡的過程。

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