Parę słów na początek: jak może zauważyliście, publikuję z nowego konta (jeśli nie, moje główne konto to 
Mechanika kwantowa miała wielu ojców. Część z nich kochała rozmawiać. Świetnym przykładem jest bohater dzisiejszego odcinka serii Przeładowanie IQ, który swego czasu powiedział fermionom, że nie mogą zajmować tego samego stanu kwantowego równocześnie. A one go posłuchały.
Niestety panie elektron, nie możesz znajdować się w tym stanie!
Paul Dirac, Wolfgang Pauli i Rudolf Peierls
[źródło: Wikimedia]
Młodość
Wolfgang Ernst Friedrich Pauli urodził się 25 kwietnia 1902 roku w Wiedniu. Jego ojciec, Wolfgang Joseph Pauli, był chemikiem, a jego ojciec chrzestny, Ernst Mach - fizykiem oraz filozofem. Naukowe podłoże rodziny Pauliego doprowadziło go do szybkiej kariery. Zaledwie dwa miesiące po ukończeniu gimnazjum opublikował swój pierwszy artykuł naukowy dotyczący ogólnej teorii względności, której - jak się okazuje - nauczył się sam.
Niedługo po tym, jeszcze młody geniusz rozpoczął studia na Uniwersytecie Monachijskim, gdzie uczył się pod czujnym okiem Arnolda Sommerfelda. To właśnie Sommerfeld poprosił Pauliego o omówienie ogólnej teorii względności Einstaina dla Encyklopädie der mathematischen Wissenschaften. Pauli zaakceptował ofertę, a swoją pracę zakończył dwa miesiące po otrzymaniu stopnia doktora. Okazało się, że 237 stronnicowy artykuł był na tyle dobry, że sam Albert Einstein zwrócił uwagę na bohatera dzisiejszego Przeładowania IQ.
Błyskawiczną karierę Pauliego potwierdza także to, że wkrótce po opisanych wcześniej zdarzeniach został asystentem Maxa Borna na Uniwersytecie w Göttingen, a rok później, w 1922 roku, asystentem Wilhelma Lenza na Uniwersytecie w Hamburgu. Właśnie w tym mieście Pauli uzyskał habilitacje. Dodatkowo, w międzyczasie zdarzyło mu się pracować w Instytucie Fizyki Teoretycznej w Kopenhadze. Dosyć dynamiczne lata.
Zasługi dla mechaniki kwantowej
Nie da się ukryć, że wielu uczestników Piątego Kongresu Solvaya miało duży wpływ na dziedzinę fizyki zwaną mechaniką kwantową. Wolfgang Pauli w tym względzie się nie wyróżniał. Jego zasługi były ogromne.
Przede wszystkim w 1924 roku Pauli zapostulował istnienie nowych liczb kwantowych, które mogły przyjmować dwie możliwe wartości. Zostały one później niefortunnie nazwane spinami. Dlaczego niefortunnie? Okazuje się, że tłumacząc słowo spin z języka angielskiego możemy dojść do wniosku, że cząstki się kręcą i to jest powodem tego, że mają właściwość nazywaną już dziś powszechnie spinem. Jednak "nic bardziej mylnego", ta liczba kwantowa nie ma nic wspólnego z rzeczywistymi obrotami. Spiny zostały użyte przez Pauliego w jego słynnym zakazie, za który otrzymał Nagrodę Nobla z fizyki w 1945 roku - w zakazie Pauliego, który bywa również nazywany regułą Pauliego.
Jak powiedzieć fermionom jakie stany mogą zajmować?
Wolfgang Pauli i Niels Bohr w trakcie wpajania cząstce pewnych zasad
[image credits: Wikimedia]
To zadania nie wydaje się być łatwe. Te małe skurczybyki o spinie połówkowym, takie jak elektron, są bardzo nieposłuszne. Potrzebny jest tu wielki umysł z wielkim bicepsem. Na szczęście dla nas, Wolfgang Pauli wiedział jak z nimi rozmawiać: "ej, fermiony, nie możecie jednocześnie zajmować tego samego stanu kwantowego i nawet nie próbujcie dyskutować, jasne?" po czym pokazał im swój biceps. Wydawało się, że cisza oznacza zgodę. Od tego czasu te straszne fermiony nie znajdują się w takich samych stanach w tym samym czasie.
Jednakże najnowsze badania jednoznacznie wskazują, że to nie było tak. Naukowcy podkreślają, że cząstki o spinie połówkowym nigdy nie mogły jednocześnie zajmować tego samego stanu, a Wolfgang Pauli jedynie takową zasadę spisał.
Kto ma racje,
Listy
Wolfgang Pauli bardzo często pisał listy. Korespondował ze swoimi przyjaciółmi, takimi jak Niels Bohr czy Werner Heisenberg (obaj zdobyli Nagrodę Nobla, o obu już pisałem). W tych listach omawiali zaawansowane koncepcje fizyczne. Stały się one bardzo ważnym źródłem wiedzy, bowiem Pauli preferował pisanie do kolegów aniżeli pisanie prac naukowych.
ETH Zurych, wojna i lata późniejsze
W 1928 roku Wolfgang Pauli został profesorem Politechniki Federalnej w Zurychu (ETH). Rok wcześniej jego matka popełniła samobójstwo. To tragiczne wydarzenie połączone z rozwodem z Käthe Deppner doprowadziło go do terapii psychoanalitycznej.
Kolejnym faktem wartym uwagi jest to, że Pauli przewidział istnienie neutrin. Stało się to w 1930 roku podczas prac nad rozpadem beta. Eksperymentalne potwiedzenie istnienia tych maleńkich nienaładowanych cząstek przyszło dopiero 26 lat później!
Kiedy pewien akwarelista wkroczył wraz ze swoją armią do Austrii w 1938 roku, Wolfgang Pauli stał się obywatelem Niemiec. Zmusiło go to do migracji do USA, gdzie rozpoczął pracę jako profesor w Institute for Advanced Study. Po wojnie Pauli niezwłocznie powrócił do Europy, gdzie w 1949 roku uzyskał obywatelstwo Szwajcarskie.
Jak już wcześniej wspomniałem, w międzyczasie Wolfgang Pauli został laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki "za odkrycie zasady wykluczenia nazywanej również zasadą Pauliego".
Wolfgang Pauli pozostał w Zurychu do końca swojego życia. W 1958 roku zachorował na raka trzustki, co stało się powodem jego śmierci 15 grudnia tego samego roku.
Podsumowanie
Wolfgang Pauli wśród innych wielkich umysłów na Piątym Kongresie Solvaya (1927)
[źródło: Wikimedia]
Wolfgang Pauli to jeden z ojców założycieli mechaniki kwantowej. Jako uczestnik Piątego Kongresu Solvaya oraz laureat Nagrody Nobla znacząco rozwinął naszą cywilizację. Pauli dzięki swojemu bicepsowi nakazał fermionom, jak powinny się zachowywać, co zostało nazwane regułą Pauliego. Zaproponował także istnienie nowej liczby kwantowej - spinu. Wolfgang Pauli był także osobą, która przewidziała istnienie neutrin.
Dodatkowe informacje:
- więcej o Wolfgangu Paulim:
- więcej o regule Pauliego:
0. Przeładowanie IQ: historia jednego zdjęcia
1. Przeładowanie IQ: Maria Skłodowska-Curie
2. Przeładowanie IQ: Niels Bohr
3. Przeładowanie IQ: Albert Einstein
4. Przeładowanie IQ: Werner Heisenberg
5. Przeładowanie IQ: Erwin Schrödinger
6. Przeładowanie IQ: Max Planck
7. Przeładowanie IQ: Louis de Broglie
8. Przeładowanie IQ: Arthur Compton
9. Przeładowanie IQ: Max Born
10. Przeładowanie IQ: Paul Dirac
11. Przeładowanie IQ: Wolfgang Pauli
Części dodatkowe:
#2017 Przeładowanie IQ: Barry Barish, Rainer Weiss i Kip Thorne
gif stworzony przez
Lubisz naukę? Jeśli tak, to @steemSTEM oraz tag steemSTEM jest miejscem dla Ciebie!