Вольфганг Эрнст Паули, швейцарский физик-теоретик
Швейцарец Вольфганг Эрнст Паули (1900-1959) был физиком-теоретиком. За свои заслуги в области физики удостоился Нобелевской премии.
Этапы биографии
Вольфганг Паули был рожден 25 апреля 1900 г. в одной из столиц Австро-Венгрии городе Вена.
Венская средняя школа была окончена Вольфгангом с отличием. За 2 месяца до ее окончания посредством публикации он знакомит всех с первой своей научной работой, которая затрагивала аспекты общей теории относительности Эйнштейна.
Затем Вольфганг Паули продолжил учебу в Мюнхенском университете Людвига-Максимилиана. Здесь в 1921 г. ему была присвоена докторская степень - философ теоретической физики. В своей диссертации Паули теоретически изложил квантовую природу молекулярно-ионизированного водорода.
В то время теория относительности Эйнштейна привлекала внимание всех ученых, поэтому к Паули обратился Арнольд Зоммерфельд с просьбой проверить правильность этого научного труда. По прошествии 2-х месяцев, с момента получения им докторской степени, работа была закончена. Ее публикация имела вид монографии, а сам Паули заслужил похвалу мэтра, великого Альберта Эйнштейна.
Как только Паули получил докторскую степень, он стал работать ассистентом у Макса Борна в университете Геттингена. В 1922 г. в качестве помощника Вильгельма Ленца трудился в университете города Гамбурга.
Через несколько лет в 1928 г. профессор Паули был приглашен в Цюрих на кафедру теоретической физики. В это время он был известным ученым, поэтому такие престижные ВУЗы, как Принстонский университет и университет в штате Мичиган желали видеть его в своих стенах даже в качестве приглашенного профессора.
Для Паули 1929 год стал переломным в личной жизни. Его спутницей стала танцовщица, но ненадолго, т.к. через год в 1930 г. пара уже рассталась. Вольфганг сильно переживал развод и довел себя до тяжелого психического расстройства. Пришлось воспользоваться услугами врача-психиатра Карла Юнга. В 1934 г. лечение было завершено, но Юнг и Паули еще несколько лет вели друг с другом переписку, обсуждая вопросы психологии и физики.
Паули вновь женился в 1934 году. Его избранницей стала Франциска Бертрам, но этому браку суждено было остаться бездетным. С 1940 г. и до окончания Второй Мировой Войны он работал на кафедре теоретической физики в Принстонском университете. Затем ученый вернулся обратно в Цюрих.
За свои выдающиеся заслуги в сфере теоретической физики Вольфганг Паули в 1958 г. получил наградную медаль имени Макса Планка.
В самом расцвете сил Вольфганг Паули скончался 15 декабря 1958 г. в Цюрихе. Его сразил рак поджелудочной железы. Тело его покоится на Цюрихском кладбище Целликоне.
Наука в жизни ученого
Вольфганг Паули серьезно был увлечен квантовой механикой, поэтому все важные достижения были сделаны им в этой области. Но он крайне редко прибегал к публикации своих работ, предпочитая переписку с такими мастодонтами физики, как Вернер Гейзенберг, Нильс Бор. Он также поддерживал с ними и дружеские отношения. Многие свои идеи Паули так и не опубликовал. Хорошо, что они сохранились в его письмах, поэтому часто с этих писем делают копии и таким образом распространяют.
В 1924 г. ученым была предложена новая квантовая степень свободы (второе название квантовые числа), где есть два возможных значения. Эта теория разрешала противоречие со стороны наблюдаемого молекулярного спектра и теоретических аспектов квантовой механики, которые только что начали зарождаться.
Самим ученым было дано определение принципу запрета Паули. Можно сказать, что это самая главная работа его жизни. Сам принцип запрета звучит следующим образом: для любых двух электронов в пределах одной системы невозможно существование в одинаковом квантовом состоянии. Оно (квантовое состояние одного из электронов) должно иметь отличие хотя бы в одном квантовом числе.
Как только в 1926 г. была опубликована работа Гейзенберга "матричная механика" современной квантовой механики, сразу же математический аппарат был подхвачен Паули для получения наблюдаемого спектра водородного атома. Этим своим действием он подтвердил теорию Гейзенберга. Работа была продолжена и в следующем 1927 году, в результате которой было введено понятие "матрицы Паули", выступившей элементом основы спиновых операторов и использованной для решения нерелятивистской теории спина.
От Паули в 1930 г. впервые прозвучало предположение о существовании нейтральных частиц, которые бы сохраняли энергию во время бета-распада ядер. Позднее это предположение было подтверждено. Частицы назвали нейтрино.
Связь спина со статистикой была доказана Вольфгангом Паули в 1940 г. и представлена в виде теоремы, названной его именем. В теореме Паули доказывает, что фермионы - это частицы, характерной особенностью которых является полуцелый спин, тогда как бозоны - это частицы, имеющие целый спин.
За теорию "принцип запрета" в 1945 году Паули стал обладателем Нобелевской премии по физике.