Wolfgang Pauli

Wolfgang Ernst Pauli () var ein austerriksk fysikar kjend for arbeidet sitt på teorien om spinn og spesielt oppdaginga av eksklusjonsprinsippet som er fundamentet for all kjemi. Han vart tildelt Nobelprisen i fysikk i 1945 «for oppdaginga av eksklusjonsprinsippet, òg kalla Paulis eksklusjonsprinsipp».

Biografi 

Wolfgang Ernst Pauli vart fødd i Wien, og foreldra heitte Wolfgang Joseph Pauli og Berta Camilla Schütz. Mellomnamnet sitt fekk han av gudfaren, fysikaren Ernst Mach.

Pauli var elev ved Döblinger-Gymnasium i Wien og gjekk ut derfrå med beste skussmål i 1918. Berre to månader etter uteksaminering publiserte han sitt første vitskaplege arbeid, om Einsteins teori om generell relativitet. Han følgde forelesningar ved Ludwig-Maximilians-Universität i München og arbeidde under Arnold Sommerfeld, og der mottok han doktorgraden sin i juli 1921 for ei avhandling om kvanteteorien til ionisert molekylært hydrogen.

Sommerfeld bad Pauli gjere ei drøfting av relativitet for Encyklopaedie der mathematischen Wissenschaften, eit tysk leksikon. To månader etter at han mottok doktorgraden sin fullførte Pauli artikkelen, som vart på 237 sider. Han vart lovprist av Einstein; utforma som ein monograf er han den dagen i dag ein standardreferanse om emnet.

Han var eit år ved Georg-August-Universität i Göttingen som assistenten til Max Born, og det påfølgjande året ved det som skulle bli Niels Bohr Institutet for teoretisk fysikk ved Københavns Universitet. Deretter var han frå 1923 til 1928 forelesar ved Universität Hamburg. I denne perioden var Pauli i sentrum for utviklinga av den moderne kvantemekaniske teorien. Han formulerte konkret eksklusjonsprinsippet og teorien om ikkje-relativistisk spinn. (Sjå under for ei liste over dei vitskaplege bidraga hans.)

I mai 1929 forlét Pauli den katolske kyrkja, og i desember gifta han seg med Käthe Margarethe Deppner. Det var eit ulukkeleg ekteskap som enda med skilsmisse i 1930 etter mindre enn eit år. I byrjinga av 1931, kort tid etter skilsmissa og postuleringa av nøytrinoet like etter, hadde Pauli eit nervøst samanbrot. Han oppsøkte psykiateren og psykoterapeuten Carl Jung som i likskap med Pauli budde nær Zürich. Jung byrja umiddelbart å tolke hans djupt arketypiske draumar, og Pauli vart ein av dei beste studentane for djupnepsykologen. Snart byrja han å kome med vitskapleg kritikk av dei erkjenningsteoretiske aspekta ved teorien til Jung og bidrog på denne måten til ei vis oppklaring av tankane til sistnemnde, særleg omkring konseptet synkronisitet. Ein stor del av desse diskusjonane er dokumentert i Pauli/Jung-breva, no utgjeve som «Atom and Archetype» (sjå under). Jungs analyse av over 400 av draumane til Pauli er skildra utførleg i boka Psykologi og alkymi.

I 1928 vart Pauli tilsett som professor i teoretisk fysikk ved Eidgenössische Technische Hochschule i Zürich. Han hadde gjesteprofessorat ved University of Michigan i 1931 og ved Institute for Advanced Study i Princeton i 1935. Han mottok den nederlandske Lorentzmedaljen i 1931. I 1934 gifta han seg med Franca Bertram. Dette ekteskapet skulle vare resten av livet. Dei to fekk ingen born saman.

Den tyske annekteringa av Austerrike i 1938 gjorde han til tysk statsborgar, noko som vart eit problem ved utbrotet av andre verdskrigen i 1939. Pauli flytta til USA i 1940 der han var professor i teoretisk fysikk ved Princeton. Etter krigen var over vart han i 1946 ein naturalisert statsborgar av USA før han returnerte til Zürich der han stort sett vart verande resten av livet.

I 1945 mottok Pauli Nobelprisen i fysikk for sitt «konsise bidrag gjennom oppdaginga si av ei ny naturlov i 1925, eksklusjonsprinsippet eller Pauliprinsippet.» Han hadde vorte nominert til prisen av Einstein.

I 1958 vart Pauli tildelt Max Planck-medaljen. Same år fekk han kreft i bukspyttkjertelen. Då den siste assistenten hans, Charles Enz, vitja han på Rotkreuz hospital i Zürich, spurde Pauli han: «Kan du sjå romnummeret?» Det var rom nummer 137. Gjennom heile livet sitt hadde Pauli vore fascinert av spurnaden om kvifor finstrukturkonstanten, ein dimensjonslaus grunnleggjande konstant, har ein verdi som er tilnærma lik 1/137. Pauli døydde i dette rommet den 15. desember 1958.

Vitskapleg karriere 

Pauli kom i karrieren sin som fysikar med mange viktige bidrag, først og fremst innanfor emnet kvantemekanikk. Han publiserte sjeldan arbeida sine men føretrekte i staden uttømmande brevvekslingar med kollegaene sine (slik som Niels Bohr og Werner Heisenberg som han òg utvikla nære vennskap med.) Mange av ideane hans og resultata vart aldri publisert og kom berre fram i desse breva som ofte vart kopiert og sirkulert av mottakarane. Pauli var tilsynelatande ikkje uroa over at han ikkje skulle få æra for mykje av det arbeidet han utførte. Dei følgjande er dei arbeida som har vorte tilskriven han:

I 1924 foreslo Pauli ein ny fridomsgrad for kvant for å løyse sjølvmotseiingar mellom observerte molekylære spektrum og teorien om kvantemekanikk som var under utvikling. Han formulerte Paulis eksklusjonsprinsipp, hans kanskje viktigaste arbeid, som fastslo at to elektron ikkje kan eksistere i den same kvantetilstand. Førestillinga om spinn hadde opphavet sitt hos Ralph Kronig. Uhlenbeck og Goudsmit identifiserte éit år seinare denne fridomsgraden som elektron-spinn.

I 1926, kort etter at Heisenberg publiserte matriseteorien for moderne kvantemekanikk, brukte Pauli han til å leie ut det observerte spektrumet for hydrogenatomet. Dette resultatet var viktig for å underbygge truverdet til teorien til Heisenberg.

I 1927 introduserte han paulimatriser som eit fundament for spinnoperatorar, og løyste på det viset den ikkje-relativistiske teorien for spinn. Dette arbeidde påverka Dirac i oppdaginga hans av diraclikninga for det relativistiske elektronet.

I 1930 arbeidde Pauli med spørsmål omkring betadesintegrasjon, der ein radioaktiv atomkjerne sender ut betastråling. I eit brev datert 4. desember adressert til «kjære radioaktive damer og herrar» (Lise Meitner og andre) foreslo han eksistensen til ein hittil uobservert nøytral partikkel med ein liten masse (ikkje større enn 1 % av massen til eit proton) for å kunne forklare det kontinuerlege spekteret ved betadesintegrasjon. I 1934 innlema Fermi partikkelen, som han kalla nøytrino, i teorien sin om radioaktiv desintegrering. Det gjekk lang tid før ein fann nøytrinoet eksperimentelt; obervasjonar vart stadfeste i 1956, to og eit halvt år før Pauli døydde.

I 1940 beviste han spinn-statistikk-teoremet, eit avgjerande resultat av kvantefeltteori som fastslår at partiklar med halvtalsspinn er fermionar medan partiklar med heiltalsspinn er bosonar.

Personlegdom og omdøme 

Paulieffekten har namnet sitt frå ein bisarr evne til å øydeleggje eksperimentelt utstyr utelukkande ved å vere i nærleiken. Pauli sjølv var klår over ryktet sitt og fryda seg kvar gong Paulieffekten manifesterte seg.

I tilhøve til fysikk var Pauli kjend for å vere ein perfeksjonist. Dette gjaldt ikkje berre dei eigne arbeida, men òg kollegaene sine. Som ei følgje av det vart han i fysikkrinsar kjent som «samvitet til fysikken», kritikaren som kollegaene hans var nøydde til å stå til ansvar overfor. Han kunne vere bitande i avvisinga si av ein kva for ein som helst teori han ikkje fann komplett, og gav den gjerne nemninga ganz falsch, heilt uriktig. Han er berømt for ein gong å ha uttalt om eit slikt arbeid: «Det er ikkje ein gong feil.»

Moderne populærkultur 

I ein episode av den animerte fjernsynsserien Futurama var det ei tilvising til Pauli i ei framvising av ulike øltypar frå det 30. hundreåret, inkludert «St. Pauli eksklusjonsprinsippøl» (ein referanse til ølmerket «St. Pauli Girl Beer»).

Relaterte publikasjonar 
 Enz, Charles, P. (2002): No Time to be Brief, A scientific biography of Wolfgang Pauli, Oxford Univ. Press.
 Enz, Charles, P. (1995): "Rationales und Irrationales im Leben Wolfgang Paulis", i: Atmanspacher, H. og andre (1995): Der Pauli-Jung-Dialog, Springer, Berlin.
 Jung, C.G. (1999): Psykologi och alkemi, Natur och Kultur. ISBN 91-27-05781-X
 Pauli, W., Jung, C.G. (1955): The Interpretation of Nature and the Psyche, Random House
 Pauli, W., Jung, C.G. (2001): Atom and Archetype, The Pauli/Jung Letters, 1932-1958, red. C.A. Meier, Princeton, Univ. Press, Princeton, New Jersey.
 Lindorff, David  (1994): Pauli and Jung: The Meeting of Two Great Minds, Quest Books.
 Keve, Tom (2000): Triad: the physicists, the analysts, the kabbalists, Rosenberger & Krausz, London (historical fiction)
 Pais, Abraham (2000): "The Genius of Science", Oxford Press, Oxford.

Kjelder 

Denne artikkelen bygger på «Wolfgang Pauli» frå ,  den 19. februar 2012. 
 oppgav desse kjeldene:

Bakgrunnsstoff 

 Pauli-biografi  fra University of St Andrews, Scotland
 Wolfgang Paulis biografi fra nettstedet «Nobel Prize Winners»
 Wolfgang Pauli, Carl Jung og Marie-Louise von Franz 
 Fotografier av Pauli  fra American Institute of Physics
 Virtuell vandring gjennom Paulis liv 

Folk frå Wien
Austerrikske fysikarar
Nobelprisen i fysikk
Jødiske nobelprisvinnarar
Austerrikske nobelprisvinnarar
Kvantefysikarar
Sveitsiske fysikarar
Teoretiske fysikarar
Fysikarar på 1900-talet
Termodynamikarar