Wolfgang Pauli

Wolfgang Ernst Pauli, nado en Viena o 25 de abril de 1900 e finado en Zürich o 15 de decembro de 1958, foi un físico austríaco, nacionalizado suízo e logo estadounidense. Cóntase entre os pais fundadores da mecánica cuántica, en particular polo seu principio de exclusión, que ten como consecuencia que sexa imposible que dous electróns -nun átomo- poidan ter a mesma enerxía, o mesmo lugar, e idénticos números cuánticos.

 Traxectoria 
Foi fillo de Wolfgang Joseph Pauli e Berta Camilla Schütz. O seu segundo nome Ernst foille dado en honra ao seu padriño, o físico Ernst Mach. O pai de Wolfgang, Wolfgang Joseph Pauli (orixinalmente Wolf Pascheles), cuxos pais proviñan de importantes familias de orixe xudía de Praga, converteuse do xudaísmo ao catolicismo pouco antes do seu casamento en 1899. A súa nai Bertha Schütz, filla do escritor xudeu Friedrich Schütz, criouse na relixión católica materna. A pesar de criarse no catolicismo, Pauli e a súa familia acabaron por deixar a relixión.

Estudou no Döblinger Gymnasium de Viena, onde se licenciou en física en 1918. Logo de tan só dous meses publicou o seu primeiro artigo sobre a Teoría da Relatividade Xeral de Albert Einstein. En xullo de 1921 logrou o seu doutoramento en física, tutelado por Arnold Sommerfeld, na Universidade Ludovico-Maximiliano de Mónaco.

Sommerfeld, o seu padriño de tese doutoral, suxeriulle realizar un artigo sobre a relatividade para a "Enciclopedia de ciencias matemáticas", unha obra alemá. Dous meses logo de doutorarse Pauli concluíu o artigo, de 237 páxinas, recibindo eloxios de Einstein: publicado como monografía, é aínda hoxe unha das referencias básicas sobre o tema.

Foi nomeado profesor da Universidade de Hamburgo en 1923. Ó ano seguinte propuxo un cuarto número cuántico, necesario para poder especificar os estados enerxéticos do electrón, que poden adoptar os valores numéricos de ½ ou -½. A existencia destes números cuánticos, denominados spin, foi verificada máis tarde. Son representativos das dúas direccións de xiro posibles sobre o eixe de rotación dos fermións, mais non representan na realidade un tal xiro, senón unha propiedade estrutural.

Pasou un ano na Universidade de Gotinga como asistente de Max Born, e ó ano seguinte trasladouse ó Instituto Niehls Bohr de Física Teórica en Copenhague.

En maio de 1929 Pauli abandona a Igrexa católica e en decembro casa con Katy Margarita Dëpner, da cal se divorcia en 1930, tras pouco menos dun ano de matrimonio.

En 1928 é nomeado profesor de Física Teórica na Escola Politécnica Federal de Zürich, en Suíza. Baixo a súa dirección, esta institución converteuse nun importante centro de investigación nos anos precedentes á segunda guerra mundial. Dita despois algúns seminarios na Universidade de Míchigan en 1931 e no Instituto de Estudos Avanzados de Princeton en 1935.

En 1931 Pauli propuxo a existencia dunha partícula electricamente neutra e de masa nula, denominada con posterioridade neutrino por Enrico Fermi. En 1934 casa con Francisca Bertram, xunto a quen permanecerá ligado ata a súa morte. A anexión de Austria por alemaña baixo o mando de Adolf Hitler en 1938 convérteo en cidadán alemán. En 1940, pola segunda guerra mundial, trasladouse aos Estados Unidos para facerse cargo da cátedra de física en Princeton.

En 1945 recibe o Premio Nobel de Física polo seu descubrimento do Principio de exclusión, obtendo a nacionalidade estadounidense en 1946. Finalizado o conflito mundial, regresa a Zürich. Alí morre un 15 de decembro ós 58 anos de idade.

 Traballos científicos 
Pauli fixo moitas contribucións importantes no seu traballo como físico, en particular na mecánica cuántica. Raramente publicou comunicacións científicas, preferindo a correspondencia con compañeiros (como Bohr e Heisenberg, con que tivo moita amizade.) Moitas das súas ideas e resultados nunca foron publicados, aparecendo só nas súas cartas, feitas copiar e reenviadas polos seus correspondentes. Aparentemente, a Pauli non lle preocupaba que moito do seu traballo quedara non acreditado. A continuación, preséntanse os máis importantes resultados acreditados:

No 1924, Pauli propuxo un novo grao de liberdade cuántica para resolver inconsistencias entre o espectro molecular observado e a teoría en desenvolvemento da mecánica cuántica. A raíz dese grao de liberdade, formulou o Principio de exclusión de Pauli, pode que o seu traballo máis importante, que establece que dúas partículas non poden existir no mesmo estado cuántico (vg, dous electróns nun átomo). A idea de spin foi orixinal de Ralph Kronig. Uhlenbeck e Goudsmit identificaron, un ano despois, o grao de liberdade como o spin do electrón.

No 1926, pouco despois de que Heisenberg publicara a formulación matricial da mecánica cuántica, Pauli usouna pata derivar dela o espectro do átomo de hidróxeno, un resultado importante para afianzar a nova teoría.

No 1927, introduciu as matrices de Pauli como base para os operadores de spin, solución da tería de spin non relativista. Este traballo influenciou a Dirac de cara ó seu descubrimento da ecuación de Dirac para o electrón na relatividade.

No 1930, Pauli observou ó decaemento radioactivo do núcleo atómico. Nunha carta do 4 de decembro ás "Queridas radioactivas señoriñas e cabaleiros" (Lise Meitner et al.)], propuxo a existencia dunha partícula neutra inobservada ata aquel entón cunha pequena masa (non maior que o 1% da masa do protón), para explicar o espectro continuo da radiación beta. No 1934, Fermi incorporou a partícula, á que chamou neutrino, na súa teoría do decaemento radioactivo. O neutrino foi observado experimentalmente no 1959.

No 1940, probou o teorema da estatística do spin, resultado crítico en teoría cuántica de campos que establece que as partículas con spin semi enteiro son fermións, mentres as partículas con spín enteiro son bosóns.

 Notas 

 Véxase tamén 

 Outros artigos 
 Principio de exclusión de Pauli
 Matrices de Pauli

 Ligazóns externas 
 Páxina web do premio Nobel de Pauli (en inglés) 
 Arquivos Pauli no servidor de documentación do CERN
 Exhibición virtual na ETH-Bibliothek, Zürich

Categoría:Físicos de Austria
Categoría:Premio Nobel de Física
Categoría:Nados en 1900
Categoría:Nados en Viena
Categoría:Finados en 1958
Categoría:Premios Nobel de Suíza
Categoría:Premios Nobel dos Estados Unidos de América
Categoría:Físicos cuánticos