Wolfgang Pauli

Wolfgang Ernst Pauli (25. huhtikuuta 1900 Wien – 15. joulukuuta 1958 Zürich) oli itävaltalainen fyysikko. Paulin tutkimuksiin kuuluvat Nobel-palkittu Paulin kieltosäännön nimellä kulkeva kvanttimekaniikkaan liittyvä perustavanlaatuinen periaate ja spintiloihin liittyvät tutkimukset. Paulin kieltosäännön myötä hänelle myönnettiin fysiikan Nobel-palkinto vuonna 1945.
Nuoruus ja opiskelu.
Wolfgang Pauli syntyi Wienissä Wolfgang Joseph Paulin ja Berta Camilla Schützin perheeseen. Wolfgang kasvoi älymystön parissa Wienissä, joka oli 1900-luvun alussa yksi maailman keskeisimpiä tiedekaupunkeja. Hänen kummisetänsä ja mentorinsa oli fyysikko-filosofi Ernst Mach, jolta Wolfgang oli saanut myös toisen nimensä.
Paulin matemaattinen lahjakkuus ilmeni jo nuorena. Hän opiskeli lukioaikana itsenäisesti suhteellisuusteoriaa ja kirjoitti siitä 18-vuotiaana ensimmäisen tutkielmansa. Münchenin yliopistossa Pauli opiskeli fysiikkaa. Hän tutki muun muassa Arnold Sommerfeldin alaisuudessa Bohrin–Sommerfeldin atomiteoriaa. Sommerfeld oli Paulin väitöskirjatyön ohjaaja. Hän väitteli tohtoriksi 1921 teoreettisesta fysiikasta. Sommerfeldin ehdotuksesta hän kirjoitti myös artikkelin suhteellisuusteoriasta matemaattisten aineiden tietosanakirjaan "Encyklopädie der mathematischen Wissenschafteniin". Artikkelista Pauli sai ylistystä Albert Einsteinilta.
Ura.
Paulin kieltosääntö.
Saatuaan väitöskirjansa valmiiksi Pauli työskenteli 1921–1922 Göttingenin yliopistossa Max Bornin apulaisena ja 1922 Hampurin yliopistossa Wilhelm Lenzin apulaisena. Hän oli virkavapaalla 1922–1923, jolloin hän työskenteli Kööpenhaminan Niels Bohr -instituutissa. Pauli palasi Hampuriin 1924 suorittaakseen habilitaation.
Pauli jatkoi Hampurissa luennoitsijana ja osallistui kvanttimekaniikan kehittämiseen. Hän ratkaisi 1924–1925 atomin spektriin liittyviä ongelmia esittämällä uuden kvanttiluvun, jota myöhemmin alettiin kutsua spiniksi. Hän päätteli myös, että jos kvanttimekaanisessa tilassa on jo elektroni, se kieltää muiden elektronien pääsyn siihen tilaan. Tästä säännöstä tuli myöhemmin osa kvanttimekaniikkaa, ja se tunnetaan Paulin kieltosääntönä.
ETH Zürichin professorina.
Pauli sai 1928 professuurin ETH Zürichistä. Hän toimi virassa aina kuolemaansa asti ja oli kehittämässä yliopistoon Gregor Wentzelin kanssa menestynyttä teoreettisen fysiikan koulukuntaa.
Zürichin-aikanaan Pauli kiinnostui psykoanalyysistä. Tähän vaikutti hänen äitinsä vuonna 1927 tekemä itsemurha ja avioliittonsa päättyminen vuonna 1930. Hän kiinnostui siitä ensin terapiamuotona, mutta myöhemmin siitä tuli myös filosofinen kiinnostuksen kohde. Pauli tutki C. G. Jungin teorioita ja niiden sovellusta fysikaalisen maailman ymmärtämiseen. Hän oli myös Jungin henkilökohtainen potilas. Heidän potilassuhteensa päättyi 1934, mutta he jatkoivat useamman vuoden kirjeenvaihtoa, joka koski fysiikkaa ja psykologiaa.
Pauli otaksui 1930, että neutraalit partikkelit olisivat beetahajoamisen energian säilymisen taustalla. Neutriinojen olemassaolon pystyivät todistamaan Clyde Clowan ja Fred Reines vasta vuonna 1956. Hänen symmetrian analyysinsä johti 1940 teoreemaan, joka loi yhteyden partikkelin spinin ja sen tilastollisten ominaisuuksien välille.
Paulin isän puolen isovanhemmat olivat juutalaisia, joten hän hyväksyi vuonna 1940 Princetonin Institute for Advanced Studyn paikan vierailevana professorina. Siellä hän työskenteli pääosin mesoniteorian parissa. Hän sai kuulla marraskuussa 1945 saaneensa Nobelin palkinnon kieltosäännöstään. Hän ei pystynyt kuitenkaan osallistumaan Tukholmassa järjestettyyn Nobel-tilaisuuteen.
Pauli palasi 1946 vanhaan professuuriinsa Zürichiin, vaikka hän oli samana vuonna saanut Yhdysvaltain kansalaisuuden. Palattuaan Eurooppaan Pauli pystyi myös hakemaan Nobelin palkintonsa. Sveitsin kansalaisuuden hän sai 1949. ETH:ssa hän tutki oppilaidensa kanssa renormalisointia kvanttisähködynamiikassa ja kvanttikenttäteorian CPT-symmetriaa.
Pauli kiinnostui viimeisinä vuosinaan entistä enemmän filosofiasta. Hän pyrki ymmärtämään fysistä ja psyykeä saman todellisuuden toisiaan vahvistavina elementteinä.
Pauli-efekti.
Pauli mukaan on nimetty myös niin sanottu Pauli-efektistä. Sen mukaan joidenkin henkilöiden läsnäolo saa tekniset välineet epäkuntoon. Pauli uskoi itsekin siihen, että jotain pahaa saattoi tapahtua, kun hän vain astui huoneeseen. Monet muutkin uskoivat siihen, ja esimerkiksi Otto Stern oli kieltänyt Paulia tulemasta laboratorioonsa.