Wolfgang Pauli

Wolfgang Ernst Pauli (Bécs, 1900. április 25. – Zürich, Svájc, 1958. december 15.) osztrák származású Nobel-díjas svájci fizikus.

Kizárási elvének figyelembe vételével a Mengyelejev-féle periódusos rendszert sikerült értelmezni. A Pauli-elv szerint az atom bármelyik kvantumállapotában, a saját impulzusnyomatékot, a spint is figyelembe véve, legfeljebb egy elektron lehet.

Életrajz 
Pauli Bécsben született Wolfgang Joseph Pauli orvos és biokémia professzor és Berta Camilla Schütz fiaként. Középső nevét keresztapjáról, a fizikus Ernst Mach-ról kapta.

Pauli a bécsi Döblinger Gimnáziumba járt, ahol kitüntetéssel végzett 1918-ban. Csupán két héttel az érettségi után a fiatal tehetség már első dolgozatát publikálta Einstein általános relativitáselméletéről. A müncheni Ludwig-Maximilian Egyetemre járt, Sommerfeld kezei alatt dolgozott, 1921 júliusában szerezte meg a doktori címét a molekuláris hidrogén kvantumelméletével kapcsolatos disszertációjára.

Sommerfeld felkérte Paulit, hogy ismertetőt írjon a relativitáselméletről a Matematikai tudományok enciklopédiája (Encyklopaedie der mathematischen Wissenschaften) című német enciklopédia számára. Két hónappal a doktorálás után Pauli kész lett a cikkel, mely 237 oldalas lett. Einstein dicsérte; monográfiaként jelent meg, és a tárgy máig használatos referenciájává vált.

Egy évet a Göttingeni Egyetemen töltött Max Born segédjeként, majd egy további évet Koppenhágában, abban az intézményben, ami később az elméleti fizikát kutató Niels Bohr Intézet lett. 1923 és 1928 között a Hamburgi Egyetem tanáraként tanított. Ezalatt közreműködött a kvantummechanika modern elméletének fejlesztésében. Többek között megalkotta a a róla elnevezett kizárási elvet és megalapozta a spin nemrelativisztikus elméletét.

1928-ban a zürichi Eidgenössische Technische Hochschule elméleti fizika professzorává nevezték ki. Vendégprofesszorként tartózkodott a Michigani Egyetemen 1931-ben és az Institute for Advanced Study-n Princetonban 1935-ben.

1929-ben elhagyta a római katolikus egyházat, majd ez év decemberében elvette Käthe Margarethe Deppnert. A házassága boldogtalan volt, és 1930-ban, kevesebb mint egy év múlva válással végződött.

1931 elején, nem sokkal válása után és a neutrínó feltételezése után komoly idegösszeomlást kapott. Carl Gustav Junggal, a pszichoterapeutával konzultált, aki szintén Zürich közelében élt. Pauli azonnal elkezdte elemezni a mély őstípusi/archetipikus álmait, és a mélypszichológus egyik legjobb tanítványa lett. Nemsokára elkezdte tudományosan kritizálni Jung elméletének episztemológiáját, ezzel hozzájárult Jung gondolatainak tisztább megértéséhez, különösen ami a szinkronicitás fogalmát illeti. A viták jelentős részét publikálták a Pauli-Jung levelekkel.

1934-ben feleségül vette Franca Bertramot. Ez a házassága élete végéig tartott. Nem lett gyermekük.

Amikor 1938-ban Németország bekebelezte Ausztriát, német állampolgárrá téve őt, ami a második világháború kitörésével kellemetlenné vált. Pauli 1940-ben az Egyesült Államokba ment, ahol Princetonban az elméleti fizika professzora lett. A világháború után 1946-ban az USA állampolgára lett, majd visszatért Zürichbe, ahol további élete nagy részét töltötte.

1945-ben egyedül kapta meg a fizikai Nobel-díjat „a Pauli-elvnek is nevezett kizárási elv felfedezéséért” (1925-ös munkájáért). Albert Einstein jelölte a díjra.

1958-ban Max Planck-éremmel jutalmazták. Abban az évben rákos lett. Amikor utolsó tanársegédje, Charles Enz meglátogatta a zürichi Rotkreuz kórházban, Pauli megkérdezte: „Láttad a szobaszámomat?” 137 volt. Egész életében foglalkoztatta az a kérdés, hogy a finomszerkezeti állandó ez a dimenziótlan alapvető állandó miért van olyan közel az 1/137 értékhez. Pauli ebben a szobában hunyt el 1958. december 15-én.

Szakmai karrier 
Pauli rengeteg fontos dologgal járult hozzá a fizikához, különösen a kvantummechanikához. Számos dolgozatot írt, hosszú leveleket írt kollégáihoz (mint Bohr és Heisenberg, akikkel szoros barátságban állt). Számos ötlete és eredménye csak a levelekben maradt fenn, amelyeket gyakran a címzettek másoltak és továbbadtak. A következőkben azok az eredményei szerepelnek, amelyeket hivatalosan publikált:

1924-ben Pauli egy új kvantumos szabadsági fokot javasolt, hogy feloldja a kvantummechanika előrejelzései és a megfigyelt molekulaspektrumok közötti ellentmondást. Megalkotta a Pauli-féle kizárási elvet (talán ez a legfontosabb munkája) amely azt állítja, hogy két elektron nem lehet ugyanabban a kvantumállapotban. Egy évvel később Uhlenbeck és Goudsmit az elektron spinjével azonosították a ezt a szabadsági fokot.

1926-ban nem sokkal azután, hogy Heisenberg közzétette a kvantummechanika mátrixelméletét, Pauli felhasználta a hidrogén-atom spektrumának meghatározására. Ez nagyon fontos volt a Heisenberg-féle elmélet helyességének ellenőrzése szempontjából.

1927-ben bevezette a Pauli-mátrixokat, mint a spin-operátorok bázisát, ezzel megalkotva a spin nemrelativisztikus elméletét. Ez segített Diracnak a relativisztikus elektronra vonatkozó Dirac-egyenlet felírásában.

1930-ban [December 4-ei levele a „Tisztelt radioaktív hölgyeim és uraim” („Dear radioactive ladies and gentlemen" számára (Lise Meitner et al.)] feltételezett egy eddig meg nem figyelt semleges, tömeg nélküli részecskét, hogy a béta-bomlás folytonos energiaspektrumát megmagyarázza. 1934-ben Fermi belefoglalta a radioaktív bomlásokat leíró elméletébe ezt a részecskét, melyet ő neutrínónak hívott. A neutrínót csak 1959-ben sikerült kísérletileg közvetlenül kimutatni.

1940-ben bebizonyította a spin-statisztika elméletet, mely a kvantummechanika egyik fontos eredménye. Eszerint a feles spinű részecskék fermionok, az egész spinüek bozonok.

Személyiség és hírnév 
A Pauli-effektust róla nevezték el amiatt a különös képessége miatt, hogy egy kísérleti berendezést akkor is képes volt elrontani, ha csak a közelébe ment. Pauli maga büszke volt erre a hírnévre, és megörült, akárhányszor Pauli-effektus történt.

A fizikával kapcsolatban Pauli perfekcionista volt. Ez nemcsak a saját munkájára vonatkozott, hanem a kollégái munkájára is. Emiatt a fizikusok között a „fizika lelkiismerete” néven lett ismert, a kritikaként, melynek a kollégái felelősséggel tartoznak. Gúnyosan utasított el mindenféle elméletet, amelyben hiányt talált, gyakran ganz falsch-nak, teljesen hibásnak bélyegezve. Legsúlyosabb kritikáját ugyanakkor az olyan elméletek, tézisek részére tartotta fenn, amelyek pontatlan megfogalmazása egyúttal kiértékelésüket, ellenőrizésüket is ellehetetlenítette, kizárva az ilyen tudományosnak álcázott elméleteket a tudomány rendszeréből. Ezeket a rossznál is rosszabbnak ítélte, hiszen még a cáfolatot sem tették lehetővé. Ismert, hogy egyszer egy ilyen dolgozatra azt mondta: "Das ist nicht nur nicht richtig, es ist nicht einmal falsch!", azaz „Ez nemcsak hogy nem helyes, de még csak nem is hibás".

Források 
 Abonyi Iván: A modern fizika vezető szelleme, Száz éve született Wolfgang Pauli Természet Világa, 131. évf. 5. sz. 2000. május
 Wolfgang Pauli a hivatalos Nobel-díj weboldalon
 Pauli bio  at the University of St Andrews, Scotland
 Wolfgang Pauli bio at "Nobel Prize Winners"
 Wolfgang Pauli, Carl Jung and Marie-Louise von Franz
 Photos of Wolfgang Pauli at the Emilio Segrè Visual Archives, American Institute of Physics 
 Virtual walk-through exhibition of the life and times of Pauli
 Annotated bibliography for Wolfgang Pauli from the Alsos Digital Library for Nuclear Issues
 Pauli Archives at CERN Document Server
 Virtual exhibition at ETH-Bibliothek, Zurich
 Key Participants: Wolfgang Pauli – Linus Pauling and the Nature of the Chemical Bond: A Documentary History

1900-ban született személyek
1958-ban elhunyt személyek
Osztrák fizikusok
Nobel-díjas fizikusok
Bécsiek
Zürichiek
Emigráns osztrákok
Honosított svájciak