(1900-1958) Šveicarų fizikas teoretikas, kvantinės mechanikos įkūrėjas

Wolfgangas Pauli gimė Vienoje. Jo tėvas Josephas Pauli buvo žinomas fizikas ir biochemikas, Vienos universiteto profesorius. Būsimos mokslininkės Bertos Pauli motina buvo garsi rašytoja ir teatro kritikė. Būsimo mokslininko krikštatėvis buvo garsus fizikas ir filosofas Ernstas Machas.

Vaikystėje Wolfgangas Pauli svajojo tapti aktoriumi ir daug mokėsi muzikos su savo jaunesniąja seserimi, kuri vėliau tikrai pasirinko aktorystės sritį. Tačiau mokytojų, pastebėjusių berniuko matematinius gebėjimus, patarimu, jis įstojo į Miuncheno universitetą, kur studijavo seminare, vadovaujamas garsaus fiziko Arnoldo Sommerfeldo. 1921 metais jaunuolis baigė universitetą.

Tačiau dėl progos Wolfgangas Pauli pradėjo rimtai užsiimti mokslu. Sommerfeldo matematikos profesoriaus Felikso Kleino pažįstamas paprašė jo parašyti straipsnį apie reliatyvumo teoriją Vokietijoje išleistai matematinei enciklopedijai. Dėl įtempto grafiko Sommerfeldas šį darbą patikėjo Pauliui.

Jis parašė 250 puslapių „straipsnį“, kurį Sommerfeldas nusiuntė peržiūrėti Albertui Einšteinui. Po teigiamų atsiliepimų Pauli apgynė šį darbą kaip magistro darbą. Praėjus vos metams, jis pateikė gynimui daktaro disertaciją, kurią sėkmingai apgynęs išvyko į Getingeną, kur pradėjo dėstymo ir mokslinę veiklą.

Tačiau Wolfgangas Pauli Getingene užsibuvo neilgai. 1922 m. persikėlė į Kopenhagą ir tapo Nielso Bohro asistentu. Ten jaunas fizikas pradėjo tyrinėti atomų spektrus. Juos tyrinėdamas Pauli padarė svarbių N. Bohro pasiūlytos atomo teorijos papildymų. Visų pirma jis priėjo prie išvados, kad teisingiau būtų kalbėti ne apie orbitas, kuriose elektronai sukasi aplink atomo branduolį, o apie apvalkalus, kuriuos jie sudaro aplink jį.

Be to, Wolfgangas Pauli parodė, kad kiekviename tokiame apvalkale gali būti griežtai apibrėžtas elektronų skaičius.

Po to, kai šį teorinį modelį patvirtino Erwino Schrödingerio, Wernerio Heisenbergo ir Paulo Diraco darbai, paaiškėjo, kad Wolfgango Pauli darbai atvėrė fizikoje naują kryptį, kuri buvo pavadinta kvantine mechanika, o svarbiausias kvantinės mechanikos principas buvo pavadintas. Pauli principas. Savo atradimus jaunasis mokslininkas padarė būdamas Hamburgo universiteto docentu.

1928 metais Wolfgangas Pauli paliko Vokietiją ir persikėlė į Šveicariją, kur pradėjo dirbti Ciuricho technologijos institute. 1930 metais jis paskelbė straipsnį, kuriame įrodė, kad irstant atominiam branduoliui, be elektronų ir neutronų, turėtų atsirasti dar viena neregistruota dalelė. Šis atradimas buvo patvirtintas po metų, kai jį atrado Enrico Fermi, pavadinęs jį neutrinu.

Antrojo pasaulinio karo metus Wolfgangas Pauli praleido JAV. Ten jis buvo 1945 m. ir sužinojo, kad laimėjo Nobelio fizikos premiją. Jį gavęs 1946 m., Pauli grįžo į Šveicariją, kur gyveno iki savo gyvenimo pabaigos.

Turėdamas dideles paslaugas fizikos srityje, jis tuo pat metu mėgavosi įvairias nelaimes atnešančio žmogaus reputacija. Jie pasakojo, kad vos tik jis pasirodė laboratorijoje, ten prasidėdavo visokie gedimai ir nelaimės.

Iš tiesų, visi, kurie pažinojo Wolfgangą Pauli, pastebėjo jo retą nesugebėjimą nieko padaryti savo rankomis. Visus reikalus jo namuose tvarkė antroji žmona Francisca Bertrand. Jo artimiausias draugas ir poilsio partneris buvo garsus vokiečių filosofas Carlas Jungas.

Wolfgangas Pauli įėjo į mokslo istoriją ne tik kaip teoretikas, bet ir kaip mąstytojas, kuris stengėsi giliai įsiskverbti į mokslinės minties istoriją bei filosofiją ir paskelbė nemažai svarbių darbų šia tema.

Austrų ir šveicarų fizikas Wolfgangas Ernstas Pauli gimė Vienoje. Jo tėvas Wolfgangas Josefas Pauli buvo žinomas fizikas ir biochemikas, Vienos universiteto koloidinės chemijos profesorius. Jo motina Bertha (nee Schütz) Pauli buvo rašytoja, susijusi su Vienos teatro ir žurnalistikos ratais. Hertha, jaunesnioji Pauli sesuo, tapo aktore ir rašytoja. Ernstas Machas, garsus fizikas ir filosofas, buvo jo krikštatėvis. Vienos vidurinėje mokykloje Pauli pademonstravo nepaprastus matematinius gebėjimus, tačiau, kadangi klasėje pasirodė nuobodu, jis perėjo į aukštosios matematikos studijas savarankiškai ir todėl iškart perskaitė ką tik paskelbtą Alberto Einšteino darbą apie bendrąją reliatyvumą.

1918 m. Pauli įstojo į Miuncheno universitetą, kur studijavo vadovaujamas garsaus fiziko Arnoldo Sommerfeldo. Tuo metu vokiečių matematikas Feliksas Kleinas buvo užsiėmęs matematinės enciklopedijos leidimu. Kleinas paprašė Sommerfeldo parašyti Einšteino bendrosios ir specialiosios reliatyvumo teorijos apžvalgą, o Sommerfeldas savo ruožtu paprašė 20-mečio Pauli parašyti šį straipsnį. Jis greitai parašė 250 puslapių straipsnį, kurį Sommerfeldas apibūdino kaip „tiesiog meistrišką“, o Einšteinas gyrė.

1921 m., baigęs daktaro disertaciją apie vandenilio molekulės teoriją ir per trumpiausią įmanomą laiką gavęs daktaro laipsnį universitete, Pauli išvyko į Getingeną, kur ėmėsi mokslinių tyrimų su Maxu Bornu ir Jamesu Franku. 1922 m. pabaigoje dirbo Kopenhagoje Nielso Bohro asistentu. Sommerfeldo, Borno, Franko ir Bohro vadovaujami darbai pažadino Paulį domėtis nauja fizikos sritimi – kvantine teorija, kuri tyrinėjo atomą ir subatomines daleles, ir jis visiškai pasinėrė į problemas, su kuriomis susiduria šios srities fizikai.

Nors klasikinės fizikos principai pateikė patenkinamą makroskopinių fizinių sistemų elgesio paaiškinimą, bandymai taikyti tuos pačius principus atominio masto reiškiniams buvo nesėkmingi. Ypač komplikuotas atrodė atomo branduolinis modelis, pagal kurį elektronai sukasi orbitomis aplink centrinį branduolį. Remiantis klasikinės fizikos principais, orbitoje skriejantys elektronai turi nuolat skleisti elektromagnetinę spinduliuotę, prarasdami energiją ir spirale artėdami prie branduolio. 1913 m. Bohras pasiūlė, kad elektronai negali nuolat skleisti spinduliuotės, nes jie turi būti leistinose orbitose; visos tarpinės orbitos draudžiamos. Elektronas gali skleisti arba sugerti spinduliuotę tik atlikdamas kvantinį šuolį iš vienos leistinos orbitos į kitą.

Bohro modelis iš dalies buvo pagrįstas atomų spektrų tyrimu. Kai elementas įkaista ir virsta dujine arba garine būsena, jis skleidžia būdingo spektro šviesą. Šis spektras nėra ištisinė spalvų sritis, kaip saulės, bet susideda iš ryškių tam tikro bangos ilgio linijų, atskirtų platesnėmis tamsiomis sritimis. Bohro atominis modelis paaiškino atominių spektrų esmę: kiekviena linija vaizdavo atomo skleidžiamą šviesą, kai elektronai juda iš vienos leistinos orbitos į kitą orbitą su mažesne energija. Be to, modelis teisingai numatė daugumą paprasčiausio atominio spektro – vandenilio spektro – charakteristikų. Tuo pačiu metu šis modelis buvo mažiau sėkmingas aprašant sudėtingesnių atomų spektrus.

Dar du reikšmingi Bohro modelio trūkumai padėjo Pauliui vėliau įnešti svarų indėlį į kvantinę teoriją. Pirma, šis modelis negalėjo paaiškinti kai kurių subtilių vandenilio spektro detalių. Pavyzdžiui, kai atominės dujos buvo patalpintos į magnetinį lauką, kai kurios spektro linijos suskilo į kelias glaudžiai išdėstytas linijas – šį efektą pirmą kartą atrado Peteris Zeemanas 1896 m. Tačiau dar svarbiau, kad elektronų orbitų stabilumas nebuvo iki galo paaiškintas. Nors buvo manoma, kad akivaizdu, kad elektronai negali spirale suktis į branduolį, nuolat skleisdami spinduliuotę, nebuvo aiškios priežasties, kodėl jie neturėtų nusileisti šuoliais, judėdami iš vienos leistinos orbitos į kitą ir susiburdami žemiausios energijos būsenoje.

1923 m. Pauli tapo Hamburgo universiteto teorinės fizikos docentu. Čia 1925 metų pradžioje jis užsiėmė teoriniais atomų sandaros ir jų elgesio magnetiniuose laukuose tyrimais, plėtojo Zeemano efekto teoriją ir kitus spektrinio skaidymo tipus. Jis pasiūlė, kad elektronai turi savybę, kurią Samuelis Goudsmitas ir George'as Uhlenbeckas vėliau pavadino sukimu arba vidiniu kampiniu momentu. Magnetiniame lauke elektronų sukinys turi dvi galimas orientacijas: sukimosi ašis gali būti nukreipta ta pačia kryptimi kaip laukas arba priešinga kryptimi. Elektrono orbitinis judėjimas atome apibrėžia kitą ašį, kuri gali būti įvairiai orientuota, priklausomai nuo taikomo išorinio lauko. Įvairūs galimi sukimosi ir orbitos orientacijų deriniai energetiškai šiek tiek skiriasi, todėl didėja atominės energijos būsenų skaičius. Elektronų perėjimai iš kiekvieno iš šių sublygių į kitą orbitą atitinka šiek tiek skirtingus šviesos bangos ilgius, o tai paaiškina smulkų spektrinių linijų padalijimą.

Netrukus po to, kai Pauli pristatė šią „dviejų reikšmių“ elektrono savybę, jis analitiškai paaiškino, kodėl visi atomo elektronai neužima žemiausio energijos lygio. Bohro modelyje, kurį jis patobulino, leistinos elektronų energijos būsenos arba orbitos atome apibūdinamos keturiais kiekvieno elektrono kvantiniais skaičiais. Šie skaičiai nustato pagrindinį elektrono energijos lygį, jo orbitinį kampinį momentą, jo magnetinį momentą ir (tai buvo Pauli indėlis) jo sukimosi orientaciją. Kiekvienas iš šių kvantinių skaičių gali turėti tik tam tikras reikšmes, be to, leidžiamos tik kai kurios šių reikšmių kombinacijos. Jis suformulavo dėsnį, kuris tapo žinomas kaip Pauli išskyrimo principas, pagal kurį jokie du elektronai sistemoje negali turėti vienodo kvantinių skaičių rinkinio. Taigi kiekviename atomo apvalkale gali būti tik ribotas elektronų orbitų skaičius, nustatomas pagal leistinas kvantinių skaičių reikšmes.

Pauli išskyrimo principas vaidina esminį vaidmenį suprantant atomų struktūrą ir elgseną, atomų branduolius, metalų savybes ir kitus fizinius reiškinius. Jis paaiškina cheminę elementų sąveiką ir anksčiau nesuprantamą jų išsidėstymą periodinėje lentelėje. Pats Pauli naudojo išskyrimo principą, kad suprastų paprastų metalų ir kai kurių dujų magnetines savybes.

Netrukus po to, kai Pauli suformulavo savo išskyrimo principą, Erwino Schrödingerio, Wernerio Heisenbergo ir P.A.M.Dirac darbų dėka kvantinė teorija gavo tvirtą teorinį pagrindą. Teorinis aparatas, kurį jie naudojo atominėms ir subatominėms sistemoms apibūdinti, buvo pradėtas vadinti kvantine mechanika. Bohro atominis modelis buvo pakeistas kvantiniu mechaniniu modeliu, kuris sėkmingiau nuspėjo spektrus ir kitus atominius reiškinius. Pauli pasiekimai išplėtė kvantinę mechaniką į tokias sritis kaip didelės energijos dalelių fizika ir dalelių sąveika su šviesa ir kitomis elektromagnetinių laukų formomis. Šios sritys tapo žinomos kaip reliatyvistine kvantine elektrodinamika.

1928 m. Pauli pakeitė Peterį Debye'ą profesoriaus pareigose Federaliniame technologijos institute Ciuriche, kur liko visą likusį gyvenimą, išskyrus du laikotarpius Jungtinėse Valstijose; 1935–1936 mokslo metus jis praleido kaip kviestinis dėstytojas Fundamentinių tyrimų institute Prinstono valstijoje (NJ) ir Antrojo pasaulinio karo metu, kai, bijodamas, kad Vokietija užpuls Šveicariją, grįžo į tą patį institutą, kur vadovavo Teorinės fizikos katedrai. nuo 1940 iki 1946 m

30-aisiais. jis įnešė dar vieną svarbų indėlį į fiziką. Stebint atomų branduolių beta skilimą, kurio metu neutronas branduolyje išskiria elektroną, virstantį protonu, atskleidė akivaizdų energijos tvermės dėsnio pažeidimą: įvertinus visus registruotus skilimo produktus, energija po skilimo pasisuko. būti mažesnė už vertę prieš skilimą. 1930 m. Pauli iškėlė hipotezę, pagal kurią buvo daroma prielaida, kad tokio skilimo metu išspinduliuojama kokia nors neužfiksuota dalelė (kurią Enrico Fermi pavadino neutrinu), išnešianti prarastą energiją, o kampinio impulso tvermės dėsnis liko galioti. . Galiausiai neutrinai buvo aptikti 1956 m.

1945 m. Pauliui buvo įteikta Nobelio fizikos premija „už išskyrimo principo, kuris dar vadinamas Pauli išskyrimo principu, atradimą“. Apdovanojimo ceremonijoje jis nedalyvavo, o jo vardu jį gavo Amerikos ambasados ​​Stokholme darbuotojas.Kitais metais į Stokholmą išsiųstoje Nobelio paskaitoje Pauli apibendrino savo darbą išskyrimo principu ir kvantine mechanika.

Pauli Šveicarijos piliečiu tapo 1946 m.. Tolimesniuose darbuose jis siekė nušviesti didelės energijos dalelių sąveikos problemas ir jėgų, su kuriomis jos sąveikauja, t.y. dirbo fizikos srityje, kuri dabar vadinama didelės energijos fizika arba dalelių fizika. Jis taip pat nuodugniai ištyrė simetrijos vaidmenį dalelių fizikoje. Turėdamas tikrai fantastiškus sugebėjimus ir gebėjimą giliai įsiskverbti į fizinių problemų esmę, jis netoleravo neaiškių argumentų ir paviršutiniškų sprendimų. Jis taip negailestingai kritikavo savo darbus, kad jo publikacijose beveik nėra klaidų. Kolegos jį vadino „fizikos sąžine“.

Po skyrybų po trumpos ir nelaimingos pirmosios santuokos Pauli vedė Franciską Bertram 1934 m. Giliai domėdamasis filosofija ir psichologija, jam labai patiko pokalbiai su draugu C.G.Jungu. Jis taip pat labai vertino meną, muziką ir teatrą. Per atostogas mėgo maudytis, klajoti po Šveicarijos kalnus ir miškus. Pauli intelektualiniai sugebėjimai smarkiai nesuderino su jo „gebėjimu“ dirbti rankomis. Jo kolegos juokaudavo apie paslaptingą Pauli efektą, kai vien tik žemo ūgio ir apkūnaus mokslininko buvimas laboratorijoje, regis, sukeldavo įvairiausių gedimų ir nelaimingų atsitikimų. 1958 m. gruodžio pradžioje Pauli susirgo ir netrukus, gruodžio 15 d., mirė.

Be Nobelio premijos, Pauli buvo apdovanotas Franklino Franklino instituto medaliu (1952) ir Vokietijos fizikos draugijos Maxo Plancko medaliu (1958). Jis buvo Šveicarijos fizikos draugijos, Amerikos fizikos draugijos, Amerikos pagrindinių mokslų asociacijos narys ir užsienio narys.

• Hamburgo universitetas
• Getingeno universitetas
• Šveicarijos Ciuricho aukštoji technikos mokykla

Volfgangas Ernstas Paulis(vok. Wolfgang Ernst Pauli; balandžio 25 d. Viena – gruodžio 15 d. Ciurichas) – Šveicarijos fizikas teoretikas, dirbęs dalelių fizikos ir kvantinės mechanikos srityse. Nobelio fizikos premijos laureatas 1945 m.

Biografija

Šeima ir ankstyvieji metai

Wolfgangas Pauli gimė Vienoje gydytojo ir chemijos profesoriaus Wolfgango Josefo Pauli (1869-1955) šeimoje, kilusioje iš iškilios Prahos žydų Pascheles (Pascheles) šeimos. Pascheles). 1898 metais tėvas pakeitė pavardę į Pauli, o kitais metais, prieš pat santuoką, atsivertė į katalikų tikėjimą. Wolfgango Pauli motina yra žurnalistė Bertha Camilla Pauli (g. Schütz, 1878-1927), žurnalisto ir dramaturgo Friedricho Schützo dukra. Šeimoje taip pat buvo jaunesnė sesuo Gert Pauli (1909-1973). Antrąjį vardą Paulis gavo savo krikštatėvio, fiziko ir filosofo Ernsto Macho, kuris buvo Pauli tėvo mokytojas Prahoje, garbei.

1910–1918 m. mokėsi prestižinėje Vienos federalinėje Deblingerio gimnazijoje, kur užsitarnavo vunderkindo reputaciją. Pasakojama, kad kartą fizikos pamokoje mokytojas padarė klaidą lentoje, kurios nerado, ir iš nevilties sušuko: „Pauli, pagaliau pasakyk, kokia klaida! Tikriausiai jau seniai jį radote“. Tarp Pauli klasės draugų buvo būsimas 1938 m. Nobelio chemijos premijos laureatas Richardas Kuhnas.

Išsilavinimas ir mokslinės veiklos pradžia

1918 metų rudenį Volfgangas įstojo į Miuncheno universitetą, o jo mentoriumi tapo garsus fizikas Arnoldas Sommerfeldas. Sommerfeldo prašymu 20-metis Pauli parašė išsamią apžvalgą „Physical Encyclopedia“ apie bendrąjį reliatyvumą, ir ši monografija išlieka klasika iki šių dienų. Nuo šio kūrinio prasideda Pauli visos Europos šlovė. Tačiau toliau jo darbo temos daugiausia buvo susijusios su sparčiai besivystančia kvantine mechanika ir su ja susijusiomis atominės fizikos problemomis. Tarp Sommerfeldo mokinių buvo Werneris Heisenbergas, kuris tapo artimu Pauli draugu.

1921 m. Pauli apgynė disertaciją, po kurios gavo kvietimą tapti Maxo Borno asistentu ir persikėlė į Getingeną. Po metų (1922 m.) Pauli trumpai dėstė Hamburge, vėliau, Nielso Bohro kvietimu, aplankė jį Kopenhagoje ir intensyviai aptarė su Bohru galimus anomalaus Zeemano efekto paaiškinimus. 1923 m. jis grįžo į Hamburgą.

Pripažinimas ir pastarieji metai

Wolfgangas Pauli Nobelio premijos metais (1945)

Geriausia Pauli valanda atėjo 1925 m., kai jis atrado naują kvantinį skaičių (vėliau vadinamą sukiniu) ir suformulavo pagrindinį Pauli išskyrimo principą, paaiškinantį atomų elektronų apvalkalų struktūrą.

20-ojo dešimtmečio pabaigoje Pauli asmeninį gyvenimą ištiko sunki krizė. 1927 metais nusižudė jo motina. Tėvas vedė antrą kartą, o santykiai su sūnumi labai pablogėjo. 1929 m. Pauli ištekėjo už balerinos Kat Deppner ( Käthe Margarethe Deppner), žmona netrukus išvyko pas seną draugą, o 1930 metais pora išsiskyrė. Paulius pradėjo jaustis prislėgtas, tada jis pradėjo bendrauti su psichoanalitiku Carlu Gustavu Jungu, staiga atsiskyrė nuo katalikų religijos ir pradėjo piktnaudžiauti alkoholiu.

1928 m. Pauli išvyko į Šveicariją, kur buvo paskirtas Ciuricho aukštosios technikos mokyklos profesoriumi. 1930 m. Pauli iškėlė prielaidą, kad egzistuoja elementariosios dalelės neutrinas, kuris tapo antruoju svarbiausiu jo indėliu į atominę fiziką. Ši viską persmelkianti dalelė buvo eksperimentiškai atrasta tik po 26 metų, Pauliui gyvuojant. 1931 m. vasarą Pauli pirmą kartą lankėsi JAV, vėliau išvyko į tarptautinį branduolinės fizikos kongresą Romoje; ten, kaip jis su pasibjaurėjimu prisiminė, teko paspausti Musoliniui ranką.

1933 m. Pauli vėl ištekėjo už Franko Bertramo ( Franziska "Franca" Bertram, 1901-1987), ši sąjunga pasirodė sėkmingesnė nei pirmoji, nors sutuoktiniai vaikų neturėjo.

Likę 12 Pauli gyvenimo metų buvo skirti kvantinio lauko teorijos plėtrai ir mokymui. Klausytis jo paskaitų atvyko studentai iš daugelio šalių, o pats Paulis su pranešimais ir paskaitomis daug keliavo po Europą. 1945 metais mokslininkas buvo apdovanotas Nobelio fizikos premija, po kurios (1949 m.) Šveicarijos valdžia pripažino jį Šveicarijos piliečiu (JAV pilietybę gavo tik prieš išvykdamas, 1946 m. ​​sausį). Kelis kartus (1949, 1953 ir 1958 m.) jis vėl lankėsi Prinstone (juokaudamas „grįžau numesti svorio“), ten aptarinėjo fizines problemas su tais kolegomis, kurie po karo nedrįso grįžti į Europą.

1958 metais Pauli buvo apdovanotas Maxo Plancko medaliu, tų pačių metų gruodį jis mirė nuo vėžio Ciuriche.

Mokslo pasiekimai

Pauli įnešė svarų indėlį į šiuolaikinę fiziką, ypač į mikropasaulio fiziką. Paskelbtų jo kūrinių skaičius palyginti nedidelis, jis visada mėgo intensyviai keistis laiškais su kolegomis, ypač su artimais draugais Nielsu Bohru ir Werneriu Heisenbergu. Dėl šios priežasties daugelis jo idėjų randamos tik šiuose laiškuose, kurie dažnai būdavo perduodami. Nepaisant to, pagrindiniai jo pasiekimai yra plačiai žinomi:

1921 m. Pauli pirmasis pasiūlė „Boro magnetoną“ kaip magnetinio momento matavimo vienetą.

1926 m., netrukus po to, kai Heisenbergas paskelbė kvantinės mechanikos matricinį vaizdą, Pauli sėkmingai pritaikė šią teoriją, kad apibūdintų stebimą vandenilio spektrą, įskaitant Starko efektą. Tai tapo svariu argumentu priimti Heisenbergo teoriją. Pauli ir Heisenberg darbai praėjusio amžiaus 20-ųjų pabaigoje padėjo pagrindus dviem naujiems mokslams, kurie netrukus pasirodė – kvantinio lauko teorijai ir kietojo kūno fizikai.

1930 metais Pauli paskelbė neutrinų egzistavimo hipotezę. Jis suprato, kad neutronui beta skilus į protoną ir elektroną, energijos ir impulso tvermės dėsniai gali išsipildyti tik tada, kai išspinduliuojama kita, iki šiol nežinoma dalelė. Kadangi tuo metu nebuvo įmanoma įrodyti šios dalelės egzistavimo, Pauli postulavo nežinomos dalelės egzistavimą. Vėliau italų fizikas Enrico Fermi pavadino šią dalelę „neutronu“: neutrinu. Eksperimentiniai neutrinų egzistavimo įrodymai pasirodė tik 1956 m.

Asmeninės savybės

Fizikos srityje Pauli buvo žinomas kaip perfekcionistas. Kartu jis neapsiribojo vien savo darbais, bet ir negailestingai kritikavo kolegų klaidas. Jis tapo „fizikos sąžine“, dažnai kūrinius vadindavo „visiškai neteisingais“ arba pakomentavo maždaug taip: „Tai ne tik negerai, bet net nepasiekia paklaidos lygio! Jo kolegų sluoksniuose apie tai buvo juokaujama: „Po Pauli mirties jis gauna audienciją pas Dievą. Paulis klausia Dievo, kodėl smulkiosios struktūros konstanta yra 1/137. Dievas linkteli, eina prie lentos ir baisiu greičiu pradeda rašyti lygtį po lygties. Paulis iš pradžių žiūri labai patenkintas, bet netrukus ima stipriai ir ryžtingai purtyti galvą.

Pauli taip pat garsėjo tuo, kad jo akivaizdoje jautri eksperimentinė įranga dažnai staiga sugesdavo. Šis reiškinys žinomas kaip Pauli efektas.

Pauli – Jungo dialogas

Mažiau žinoma jo darbo sritis, kuri nuo 1990 m. buvo atidžiai tyrinėta, atsirado bendradarbiaujant su psichologu Carlu Gustavu Jungu. Iš jų susirašinėjimo, kurį abu mokslininkai vedė 1932–1958 m., paaiškėja, kad Pauliui priklauso didžioji dalis sinchroniškumo sąvokos, kurią įvedė CG Jungas, ir, be to, dalis kolektyvinės pasąmonės ir sąvokų išaiškinimo. archetipai, kurie yra nepaprastai svarbūs Jungo kūriniams.

Esminė šio dialogo dalis ir šiandien yra dar neišspręsta psichofizinė problema, kolektyvinės psicho suvienijimas su materija, gilios žmogaus vidinio pasaulio šaknys su išoriniu pasauliu, kurį Jungas įvardijo kaip unus mundus(vienas pasaulis) ir Pauli kaip psichofizinė vienybės tikrovė.

Dabartinė jo užrašų analizės padėtis rodo, kad Pauli studijos buvo ne tik grynai akademinės svarbos, bet kilo iš giliai įsišaknijusių asmeninių patirčių – egzistencinių apmąstymų apie „materijos dvasios“ archetipą.

Apdovanojimai ir atminimas

• 1931 m.: Apdovanotas Lorenco medaliu.
• 1945 m.: fizikoje.
• 1950 m.: išrinktas Amerikos menų ir mokslų akademijos nariu.
• 1958 m.: Apdovanotas Maxo Plancko medaliu.

Atminimo ženklas Getingene

Alėja 14-ajame Vienos rajone ( Wolfgangas-Pauli-Gasse) ir gatvė Ciuricho miestelyje ( Wolfgangas-Pauli-Strasse). Mokslininko garbei Getingene buvo pastatytas atminimo ženklas ( Wolfgangas-Pauli-Wegas).

PAULIE WOLFGANG

(1900–1958 m.)

Garsus šveicarų ir austrų fizikas Wolfgangas Ernstas Pauli gimė 1900 m. balandžio 25 d. Vienoje Wolfgango Joseph Pauli ir Bertha Pauli (pavardė Schütz) šeimoje.

Būsimo mokslininko tėvas buvo garsus fizikas ir biochemikas, Vienos universiteto medicinos mokyklos koloidinės chemijos profesorius. Jis buvo kilęs iš Prahos žydų šeimos, bet vėliau atsivertė į katalikų tikėjimą. Wolfgango mama buvo susijusi su Vienos bohemišku pasauliu, draugavo su daugybe teatro žiūrovų ir žurnalistų, pati buvo plunksnos meistrė. Wolfgangas Ernstas Pauli antrąjį vardą gavo savo dievo dėdės, fiziko ir filosofo Ernsto Macho garbei.

Vaikai Paulių šeimoje pasirodė labai talentingi: jaunesnioji Wolfgango sesuo tapo aktore, o Wolfgangas – pasaulinio garso mokslininku.

Tėvai išsiuntė Volfgangą mokytis į federalinę Vienos gimnaziją. Gimnazijoje Pauli klasiokas buvo būsimasis Nobelio premijos laureatas Richardas Kuhnas, kuris šią chemijos premiją gavo 1938 m. Pauli gabumai matematikoje buvo akivaizdūs jau ankstyvaisiais jo gyvenimo metais. Netrukus, savarankiškai studijavęs gimnazijos programą, perėjo į aukštosios matematikos studijas.

Gimnazijoje Wolfgangas susidomėjo Alberto Einšteino darbais apie bendrąją reliatyvumą. Būdamas 18 metų būsimasis mokslininkas baigė gimnaziją. Iki to laiko jis jau turėjo paskelbtą straipsnį, skirtą gravitacinio lauko energijos problemai.

1918 m. jaunasis Pauli įstojo į Miuncheno universitetą, kur studijavo vadovaujamas garsaus fiziko Arnoldo Sommerfeldo. Sommerfeldas buvo laikomas Miuncheno teorinės fizikos mokyklos įkūrėju. Sužinojęs apie Pauli susidomėjimą reliatyvumo teorija, jis rekomendavo savo mokiniui tęsti šios srities tyrimus. Jau kitais metais pasaulį išvydo du Pauli darbai, skirti bendrosios reliatyvumo teorijos apibendrinimo galimybėms.

1920 metais Sommerfeldo draugas vokiečių matematikas Feliksas Kleinas rengė „Matematikos mokslų enciklopedijos“ leidinį. Kleinas paprašė Sommerfeldo peržiūrėti Einšteino reliatyvumo teoriją, o šis savo ruožtu nurodė 20-mečiui Pauli parengti dokumentą. Po kurio laiko straipsnis gulėjo ant Sommerfeldo stalo. Jame autorius 250 puslapių išanalizavo Einšteino bendrąją ir specialiąją reliatyvumo teoriją! Perskaitęs straipsnį, Sommerfeldas apibūdino jį kaip „tiesiog meistrišką“. Vėliau šis straipsnis-monografija tapo klasika. Įvairiose šalyse ji daugybę kartų buvo išleista kaip atskira knyga.

Kai straipsnis pateko į Einšteino akis, jis, liaupsindamas Pauli, nežinojo, kuo labiau stebėtis – ar autorius tokią brandžią knygą parašė būdamas 21 metų, ar kaip giliai jam pavyko suprasti idėjos raidą ir skverbtis į fizinę reiškinių esmę.

Nuo 1920 metų jaunasis mokslininkas pradėjo domėtis atomų ir spektrų mikrokosmu. 1921 m., vadovaujamas Sommerfeldo, sėkmingai apgynė daktaro disertaciją apie vandenilio molekulės tyrimą ir gavo daktaro laipsnį.

Tais pačiais metais Pauli nusprendė tęsti mokslinius tyrimus ir mokytis iš šviesiausių to meto žmonių. Jis išvyko į Getingeną, kur tapo Maxo Borno asistentu Getingeno universiteto Teorinės fizikos katedroje. Pauli taip pat dirbo su Jamesu Franku jo laboratorijoje Getingene.

1922 m. pabaigoje, po darbo Šveicarijoje, Pauli persikėlė į Kopenhagą, kur tapo „epochos genijaus“ Nielso Bohro asistentu Teorinės fizikos institute. Be mokslinių tyrimų, Pauli padėjo Bohrui išversti jo darbus į vokiečių kalbą. Bohro asistentas Pauli dirbo iki 1923 m., kol jam buvo pasiūlytos teorinės fizikos docento pareigos Hamburgo universitete.

Bendradarbiavimas su Sommerfeldu, Bornu, Franku ir Bohru jaunam mokslininkui sukėlė dar didesnį susidomėjimą atomų ir subatominių dalelių mikropasauliu – kvantine teorija.

1924 metais Pauli suformulavo vieną svarbiausių jo vardu pavadinto mikropasaulio fizikos dėsnių. Prieš tai buvo padaryta keletas išskirtinių to meto atradimų.

Po to, kai puikus fizikas Rutherfordas 1911 m. sukūrė planetinį atomo modelį, iškilo naujų klausimų dėl atominių problemų reiškinių. Remiantis klasikinės fizikos postulatais, elektronai, esantys orbitose aplink centrinę šerdį, turi nuolat skleisti elektromagnetinę spinduliuotę. Tuo pačiu metu jie turi prarasti energiją ir, paklusdami branduolio traukai, artėti prie jo spirale.

1913 metais Bohras pasauliui pristatė savo teoriją, teigiančią, kad elektronai gali būti tik tam tikrose orbitose. Dėl to jie negali nuolat skleisti spinduliuotės. Elektronas gali pereiti iš vienos orbitos į kitą tik kvantinio šuolio atveju.

Bohro modelio pagalba buvo galima numatyti būdingus paprasčiausių atomų spektrų požymius, pavyzdžiui, vandenilio spektrą. Tačiau modelio pritaikyti sudėtingų atomų aprašymui nebuvo įmanoma.

Bohras nepateikė aiškaus elektronų orbitų stabilumo paaiškinimo. Nors buvo aišku, kad elektronai negali suktis spirale į branduolį, visiškai neaišku, kodėl tai neįmanoma dėl šuolio formos perėjimo iš vienos leidžiamos orbitos į kitą.

1924 m. Pauli kvantinėje mechanikoje pristatė „naujojo laisvės laipsnio“ sąvoką. Kitais metais G. Uhlenbeckas ir S. Goodsmithas jį apibrėžė kaip elektrono sukinį.

Pauli pasiūlė išskyrimo principą, pagal kurį dvi identiškos dalelės su pusės sveikojo skaičiaus sukimu (savo kampinis impulsas) negali vienu metu būti toje pačioje būsenoje. Suformuluotas elektronams atome, Pauli principas vėliau buvo išplėstas į bet kurias daleles, turinčias pusės sveikojo skaičiaus sukimąsi (fermionus). Elektronai turi pusės sveikojo skaičiaus sukimąsi. Pauli draudimas nebuvo taikomas kitoms dalelėms, turinčioms sveikųjų skaičių sukinį.

Pagal Pauli principą sukinys turi dvi galimas kryptis magnetiniame lauke: sukimosi ašis gali būti nukreipta ta pačia kryptimi kaip laukas arba priešinga kryptimi. Pats elektrono judėjimas savo orbitoje atome lemia dar vieną ašį, kurios orientacija priklauso nuo taikomo išorinio lauko. Kadangi yra įvairių orientacijų (sukimosi ir orbitos) derinių, tai paaiškina daug atominės energijos būsenų.

Savo vėlesniuose darbuose Pauli parodė, kad išskyrimo principas yra ryšio tarp sukinio ir Fermi-Dirac statistikos, egzistuojančios reliatyvistinėje kvantinėje mechanikoje, pasekmė, taip pat pateikė analitinį pagrindimą, kodėl elektronai neužima žemiausio energijos lygio. atomas. Norėdami tai padaryti, jis turėjo patobulinti Bohro modelį.

Mokslininkas pasiūlė, kad elektronų orbitos atome būtų apibūdinamos keturiais kiekvieno elektrono kvantiniais skaičiais. Šie skaičiai naudojami pagrindiniam elektrono energijos lygiui, jo orbitiniam kampiniam momentui, magnetiniam momentui ir sukimosi orientacijai nustatyti. Bet kuris iš šių kvantinių skaičių gali įgyti vieną iš tam tikrų reikšmių, tuo tarpu egzistuoja tik kai kurie šių reikšmių deriniai. Remiantis Pauli išskyrimo principu, jokie du elektronai sistemoje negali turėti tų pačių kvantinių skaičių rinkinių, o bet kuriame atomo apvalkale yra orbitų skaičius, nustatytas pagal kvantinių skaičių reikšmes.

Išskyrimo principas, sukurtas Pauli, suvaidino svarbų vaidmenį suprantant dėsnius, reguliuojančius atomų, atomų branduolių ir molekulinių spektrų elektronų apvalkalų struktūrą ir elgesį.

Išskyrimo principas taip pat grindžiamas Fermi-Dirac statistika, kuri atliko svarbų vaidmenį suprantant mikropasaulio fiziką. Jo dėka buvo sukurta kietųjų kūnų kvantinė teorija, nustatyta elektronų dujų statistika, sudariusi pagrindą aiškinti kietųjų kūnų šilumines, magnetines ir elektrines savybes.

Pauli darbo dėka buvo paaiškinta elementų išdėstymo periodinėje lentelėje sistema ir jų cheminė sąveika.

Kartu su Schrödinger, Heisenberg, Bohr ir Dirac Pauli sukūrė teorinį aparatą, naudojamą atominėms ir subatominėms sistemoms aprašyti. 1926 m. Heisenbergui pasiūlius kvantinės mechanikos matricinį atvaizdą, Pauli jį panaudojo stebimam vandenilio spektrui apibūdinti.

Šių mokslininkų tyrimų metu buvo sukurtas kvantinis mechaninis atomo modelis. Pauli pastangų dėka kvantinė mechanika rado savo pritaikymą tose mokslo srityse, kurios tiria didelės energijos dalelių fiziką ir dalelių sąveiką su šviesa bei kitų formų elektromagnetiniais laukais. Vėliau šios fizikos sritys pradėtos vadinti reliatyvistine kvantine elektrodinamika.

1927 m. Pauli pasiūlė apibendrinti Šriodingerio lygtį, apibūdinančią daleles, turinčias pusės sveikojo skaičiaus sukimąsi, ir įvedė spinorius, apibūdinančius elektrono sukimąsi.

1928 metais mokslininkui užėmus profesoriaus pareigas Federaliniame politechnikos institute Ciuriche, jo mokslinių interesų ratas gerokai išsiplėtė. Pauli susidomėjo kietojo kūno fizika, ypač dia- ir paramagnetizmo problemomis, kvantinio lauko teorija ir elementariųjų dalelių fizika.

Ciuricho instituto profesoriumi jis liko iki mirties, išskyrus du laikotarpius, kuriuos mokslininkas praleido Jungtinėse Amerikos Valstijose.

1930 m. Pauli padarė dar vieną puikų atradimą. Daugybė beta skilimo tyrimų, atliktų XX amžiaus ketvirtajame dešimtmetyje, paskatino daugelį mokslininkų padaryti išvadą, kad bendra neutrono skilimo produktų – elektrono ir protono – energija yra mažesnė nei neutrono energija prieš skilimą. Tai reiškė, kad kai kuriais momentais mikropasaulyje nesilaikoma energijos tvermės ir impulso dėsnių. Pauli griežtai priešinosi šiai idėjai. Savo laiške Tiubingeno seminaro dalyviams jis pasiūlė, kad beta skilimo produktuose būtų dar viena nežinoma dalelė. Kadangi tuo metu nebuvo įmanoma eksperimentiškai įrodyti dalelės egzistavimo, mokslininkas iškėlė hipotezę, kad ji turi silpną krūvį ir todėl negali būti registruojama.

Nesugebėjimas registruoti dalelės paaiškino energijos praradimą. Iki 1933 m. Pauli suformulavo pagrindines dalelės, kurią Enrico Fermi pavadino neutrinu, savybes. Eksperimentiškai įrodyti neutrinų egzistavimą pavyko tik po dvidešimties metų – 1956 m.

1940 metais mokslininkas įrodė sukinio ir statistikos ryšio teoremą.

Bijodamas, kad vokiečių kariai įsiveržs į Šveicariją, mokslininkas 1941 metais priėmė Prinstono universiteto kvietimą ir persikėlė į JAV. Iki 1946 m. ​​Pauli dirbo Prinstone Fundamentinių tyrimų instituto profesoriumi, vadovavo Teorinės fizikos katedrai.

1945 metais „už išskyrimo principo, kuris dar vadinamas Pauli išskyrimo principu, atradimą“ mokslininkas buvo apdovanotas Nobelio fizikos premija. Pauli į Stokholmą į apdovanojimo ceremoniją nevyko, o jį jam perdavė per Amerikos ambasados ​​darbuotoją. Kitais metais mokslininkas išsiuntė į Stokholmą Nobelio paskaitą „Išskyrimo principas ir kvantinė mechanika“, kurioje apibendrino savo darbus kvantinės mechanikos srityje, įskaitant Pauli principo kūrimą.

1946 m. ​​Nobelio premijos laureatas grįžo į Ciurichą, kur priėmė Šveicarijos pilietybę ir toliau dėstė Ciuricho politechnikos institute.

Paskutiniuose savo darbuose genialus mokslininkas plėtojo dalelių fiziką ir atliko didelės energijos dalelių ir sąveikos jėgų sąveikos tyrimus.

Nielsas Bohras savo jaunąjį kolegą pavadino „šalia fizikos sąžine“, nes Pauli buvo negailestingas ir pernelyg kritiškas tiek savo, tiek kolegų darbui. Net jo draugų darbai gavo iš jo apibūdinimą kaip „visiškai neteisingą“ arba „ne tik klaidingą, bet net nepasiekiantį klaidų lygio! Per savo gyvenimą jis tapo daugelio anekdotų veikėju. Sklando gandai, kad po to, kai Heisenbergas pristatė savo naują teoriją Pauliui, po kurio laiko jis gavo Pauli laišką. Laiške buvo nupieštas kvadratas su užrašu „Moku piešti kaip Ticianas“, o laiško apačioje smulkia rašysena parašyta: „Trūksta tik detalių“.

Garsus mokslininkas buvo šimtaprocentinis teoretikas. Sklido kalbos, kad vos įžengus į tyrimų laboratoriją jautri elektroninė įranga iškart sugesdavo. Šis „Pauli efektas“, kuris taip pat išgarsėjo visame pasaulyje, buvo įtrauktas į įvairias kolekcijas iš kategorijos „fizikai juokauja“.

Tarp daugelio atvejų, susijusių su Pauli efektu, buvo vienas. Kartą Jameso Franko laboratorijoje Getingene brangią instaliaciją sunaikino netikėtas gniuždantis sprogimas. Kaip vėliau paaiškėjo, sprogimas įvyko tuo pačiu metu, kai traukinys, kuriuo Pauli važiavo iš Ciuricho į Kopenhagą, kelioms minutėms sustojo Getingene.

Pirmoji žinomo mokslininko santuoka buvo nesėkminga. 1934 metais vėl susituokė su Pranciškumi Bertramu. Pora mėgo klausytis muzikos, lankė teatrą.

Vieniši Pauli pasivaikščiojimai dideliais atstumais tapo miesto pokalbiais. Jam taip pat patiko žvejyba ir žygiai Alpėse.

Vienas geriausių mokslininko draugų buvo pasaulinio garso psichologas Carlas Gustavas Jungas, su kuriuo Pauli aktyviai susirašinėjo nuo 1923 metų iki pat mirties. Jų susirašinėjimas atskleidė, kad didžioji Jungo sinchroniškumo paaiškinimo dalis iš tikrųjų buvo Paulio. Be to, mokslininką domino archetipai, kolektyvinės pasąmonės samprata, žmogaus vidinio pasaulio palyginimas su išoriniu, iškelta Jungo darbuose.

1918 m. p. .. P. įstojo į Miuncheno universitetą, kur studijavo vadovaujamas garsaus fiziko Arnoldo Sommerfeldo. Tuo metu vokiečių matematikas Feliksas Kleinas buvo užsiėmęs matematinės enciklopedijos leidimu. Kleinas paprašė Sommerfeldo parašyti Einšteino bendrosios ir specialiosios reliatyvumo teorijos apžvalgą, o Sommerfeldas savo ruožtu paprašė parašyti šį straipsnį 20-mečio P. Jis greitai parašė 250 puslapių straipsnį, kurį Sommerfeldas apibūdino kaip „paprasčiausiai meistriškas“, – gyrė Einšteinas.

1921 m., baigęs daktaro disertaciją apie vandenilio molekulės teoriją ir per trumpiausią įmanomą laiką universitete gavęs daktaro laipsnį, P. išvyko į Getingeną, kur ėmėsi mokslinių tyrimų pas Maxą Borną ir Jamesą Franką. 1922 m. pabaigoje dirbo Kopenhagoje Nielso Bohro asistentu. Darbas vadovaujant Sommerfeldui, Bornui, Frankui ir Bohrui pažadino P. susidomėjimą nauja fizikos sritimi – kvantine teorija, kuri tyrinėjo atomą ir subatomines daleles, ir jis visiškai pasinėrė į problemas, su kuriomis susiduria šios srities fizikai.

Nors klasikinės fizikos principai pateikė patenkinamą makroskopinių fizinių sistemų elgesio paaiškinimą, bandymai taikyti tuos pačius principus atominio masto reiškiniams buvo nesėkmingi. Ypač komplikuotas atrodė atomo branduolinis modelis, pagal kurį elektronai sukasi orbitomis aplink centrinį branduolį. Remiantis klasikinės fizikos principais, orbitoje skriejantys elektronai turi nuolat skleisti elektromagnetinę spinduliuotę, prarasdami energiją ir spirale artėdami prie branduolio. 1913 m. Bohras pasiūlė, kad elektronai negali nuolat skleisti spinduliuotės, nes jie turi būti leistinose orbitose; visos tarpinės orbitos draudžiamos. Elektronas gali skleisti arba sugerti spinduliuotę tik atlikdamas kvantinį šuolį iš vienos leistinos orbitos į kitą.

Bohro modelis iš dalies buvo pagrįstas atomų spektrų tyrimu. Kai elementas įkaista ir virsta dujine arba garine būsena, jis skleidžia būdingo spektro šviesą. Šis spektras nėra ištisinė spalvų sritis, kaip saulės, bet susideda iš ryškių tam tikro bangos ilgio linijų, atskirtų platesnėmis tamsiomis sritimis. Bohro atominis modelis paaiškino atominių spektrų esmę: kiekviena linija vaizdavo atomo skleidžiamą šviesą, kai elektronai juda iš vienos leistinos orbitos į kitą orbitą su mažesne energija. Be to, modelis teisingai numatė daugumą paprasčiausio atominio spektro – vandenilio spektro – charakteristikų. Tuo pačiu metu šis modelis buvo mažiau sėkmingas aprašant sudėtingesnių atomų spektrus.

Dar du reikšmingi Bohro modelio trūkumai padėjo P. ateityje reikšmingai prisidėti prie kvantinės teorijos. Pirma, šis modelis negalėjo paaiškinti kai kurių subtilių vandenilio spektro detalių. Pavyzdžiui, kai atominės dujos buvo patalpintos į magnetinį lauką, kai kurios spektro linijos suskilo į kelias glaudžiai išdėstytas linijas – šį efektą pirmą kartą atrado Peteris Zeemanas 1896 m. Tačiau dar svarbiau, kad elektronų orbitų stabilumas nebuvo iki galo paaiškintas. Nors buvo manoma, kad akivaizdu, kad elektronai negali spirale suktis į branduolį, nuolat skleisdami spinduliuotę, nebuvo aiškios priežasties, kodėl jie neturėtų nusileisti šuoliais, judėdami iš vienos leistinos orbitos į kitą ir susiburdami žemiausios energijos būsenoje.

1923 m. p.. P. tapo teorinės fizikos docentu Hamburgo universitete. Čia 1925 metų pradžioje jis užsiėmė teoriniais atomų sandaros ir jų elgesio magnetiniuose laukuose tyrimais, plėtojo Zeemano efekto teoriją ir kitus spektrinio skaidymo tipus. Jis pasiūlė, kad elektronai turi savybę, kurią Samuelis Goudsmitas ir George'as Uhlenbeckas vėliau pavadino sukimu arba vidiniu kampiniu momentu. Magnetiniame lauke elektronų sukinys turi dvi galimas orientacijas: sukimosi ašis gali būti nukreipta ta pačia kryptimi kaip laukas arba priešinga kryptimi. Elektrono orbitinis judėjimas atome apibrėžia kitą ašį, kuri gali būti įvairiai orientuota, priklausomai nuo taikomo išorinio lauko. Įvairūs galimi sukimosi ir orbitos orientacijų deriniai energetiškai šiek tiek skiriasi, todėl didėja atominės energijos būsenų skaičius. Elektronų perėjimai iš kiekvieno iš šių sublygių į kitą orbitą atitinka šiek tiek skirtingus šviesos bangos ilgius, o tai paaiškina smulkų spektrinių linijų padalijimą.

Netrukus po to, kai P. pristatė tokią „dviejų reikšmių“ elektrono savybę, jis analitiškai paaiškino, kodėl visi elektronai atome neužima žemiausio energijos lygio. Bohro modelyje, kurį jis patobulino, leistinos elektronų energijos būsenos arba orbitos atome apibūdinamos keturiais kiekvieno elektrono kvantiniais skaičiais. Šie skaičiai nustato pagrindinį elektrono energijos lygį, jo orbitinį kampinį momentą, magnetinį momentą ir (tai buvo P. indėlis) jo sukinio orientaciją. Kiekvienas iš šių kvantinių skaičių gali turėti tik tam tikras reikšmes, be to, leidžiamos tik kai kurios šių reikšmių kombinacijos. Jis suformulavo dėsnį, kuris tapo žinomas kaip Pauli išskyrimo principas, pagal kurį jokie du elektronai sistemoje negali turėti vienodo kvantinių skaičių rinkinio. Taigi kiekviename atomo apvalkale gali būti tik ribotas elektronų orbitų skaičius, nustatomas pagal leistinas kvantinių skaičių reikšmes.

Pauli išskyrimo principas vaidina esminį vaidmenį suprantant atomų struktūrą ir elgseną, atomų branduolius, metalų savybes ir kitus fizinius reiškinius. Jis paaiškina cheminę elementų sąveiką ir anksčiau nesuprantamą jų išsidėstymą periodinėje lentelėje. Pats P. išskyrimo principą naudojo norėdamas suprasti paprastų metalų ir kai kurių dujų magnetines savybes.

Dienos geriausias

Netrukus po to, kai P. suformulavo savo išskyrimo principą, Erwino Schrödingerio, Wernerio Heisenbergo ir P.A.M. darbų dėka kvantinė teorija gavo tvirtą teorinį pagrindą. Dirakas. Teorinis aparatas, kurį jie naudojo atominėms ir subatominėms sistemoms apibūdinti, buvo pradėtas vadinti kvantine mechanika. Bohro atominis modelis buvo pakeistas kvantiniu mechaniniu modeliu, kuris sėkmingiau nuspėjo spektrus ir kitus atominius reiškinius. Kalbant apie P. pasiekimus, jie leido išplėsti kvantinę mechaniką į tokias sritis kaip didelės energijos dalelių fizika ir dalelių sąveika su šviesa ir kitomis elektromagnetinių laukų formomis. Šios sritys tapo žinomos kaip reliatyvistine kvantine elektrodinamika.

1928 m. p. .. P. pakeitė Peterį Debye profesoriaus pareigas Federaliniame technologijos institute Ciuriche, kur jis išbuvo iki savo gyvenimo pabaigos, išskyrus du laikotarpius, praleistus Jungtinėse Valstijose; 1935–1936 mokslo metus jis praleido kaip kviestinis dėstytojas Pagrindinių tyrimų institute Prinstono valstijoje, Naujajame Džersyje ir Antrojo pasaulinio karo metu, kai, bijodamas, kad Vokietija užpuls Šveicariją, grįžo į tą patį institutą, kur vadovavo Teorijos katedrai. Fizika nuo 1940 iki 1946 m

30-aisiais. jis įnešė dar vieną svarbų indėlį į fiziką. Stebint atomų branduolių beta skilimą, kurio metu neutronas išspinduliuoja elektroną, tuo pačiu virsdamas protonu, atskleidė akivaizdų energijos tvermės dėsnio pažeidimą: įvertinus visus registruotus skilimo produktus. , energija po skilimo pasirodė mažesnė nei jos vertė prieš skilimą. 1930 m. P. iškėlė hipotezę, pagal kurią buvo daroma prielaida, kad tokio skilimo metu išsiskiria kažkokia neregistruota dalelė (kurią Enrico Fermi pavadino neutrinu), kuri išneša prarastą energiją, o kampinio momento tvermės dėsnis išlieka. galiojantis. Galiausiai neutrinai buvo aptikti 1956 m.

1945 m. P. .. P. buvo apdovanotas Nobelio fizikos premija „už išskyrimo principo, kuris dar vadinamas Pauli išskyrimo principu, atradimą“. Apdovanojimo ceremonijoje jo nedalyvavo, o jo vardu jį gavo Amerikos ambasados ​​Stokholme darbuotojas, kitais metais į Stokholmą išsiųstoje Nobelio paskaitoje P. apibendrino savo darbus išskyrimo principu ir kvantine mechanika.

Šveicarijos piliečiu P. tapo 1946. Tolimesniame darbe jis siekė nušviesti didelės energijos dalelių ir jėgų, su kuriomis jos sąveikauja, sąveikos problemas, t.y. dirbo fizikos srityje, kuri dabar vadinama didelės energijos fizika arba dalelių fizika. Jis taip pat nuodugniai ištyrė simetrijos vaidmenį dalelių fizikoje. Turėdamas tikrai fantastiškus sugebėjimus ir gebėjimą giliai įsiskverbti į fizinių problemų esmę, jis netoleravo neaiškių argumentų ir paviršutiniškų sprendimų. Jis taip negailestingai kritikavo savo darbus, kad jo publikacijose beveik nėra klaidų. Kolegos jį vadino „fizikos sąžine“.

Po skyrybų, įvykusių po trumpos ir nelaimingos pirmosios santuokos, P. 1934 metais vedė Francisį Bertramą. Giliai domėdamasis filosofija ir psichologija, jam labai patiko pokalbiai su draugu K.G. Jungas. Jis taip pat labai vertino meną, muziką ir teatrą. Per atostogas mėgo maudytis, klajoti po Šveicarijos kalnus ir miškus. P. intelektualiniai sugebėjimai smarkiai disonavo su „gebėjimu“ dirbti rankomis. Jo kolegos juokaudavo apie paslaptingą Pauli efektą, kai vien tik žemo ūgio ir apkūnaus mokslininko buvimas laboratorijoje, regis, sukeldavo įvairiausių gedimų ir nelaimingų atsitikimų. 1958 metų gruodžio pradžioje P. susirgo ir netrukus, gruodžio 15 d., mirė.

Be Nobelio premijos, P. buvo apdovanotas Franklino Franklino instituto medaliu (1952 m.) ir Vokietijos fizikos draugijos Maxo Plancko medaliu (1958 m.). Jis buvo Šveicarijos fizikos draugijos, Amerikos fizikos draugijos, Amerikos pagrindinių mokslų asociacijos narys ir Londono karališkosios draugijos narys iš užsienio.