Валерий Яковлев Грандмастер

За что Вольфганг Паули получил Нобелевскую премию?

25 апреля 1900 года в Вене родился Вольфганг Паули (Wolfgang Pauli) — австрийско-швейцарский физик. В 1921 году он получает диплом Мюнхенского университета. Интересно, что в 1919 году третьекурсник Паули получил заказ написать для Энциклопедии математических наук обширную статью о теории относительности. Эта статья позднее выдержала несколько изданий, получила высокую оценку самого Эйнштейна и поныне считается классической работой в данной области.

В 1921 году Паули работал на кафедре теоретической физики Гёттингенского университета. Там он познакомился с Н. Бором и в 1922 году начал работать у него в копенгагенском Институте теоретической физики, помогая переводить статьи Бора на немецкий язык. В то время Бор искал закономерности заполнения электронных оболочек атома. Было непонятно, почему у атома не все электроны находятся на самой нижней орбите, что было бы энергетически выгодно.

Пытаясь объяснить эту проблему, Паули впервые ввел понятие спина (вращения) электрона. А в 1925 году сформулировал один из важнейших принципов современной квантовой физики:

две одинаковые квантовые частицы не могут находиться в одном и том же состоянии, т. е. не могут в одном и том же месте иметь одинаковые значения всех четырех квантовых чисел, которые характеризуют их свойства.

Вольфганг Паули То есть если два электрона находятся на одной орбите, то есть значения их трех квантовых чисел — главного, орбитального и магнитного — совпадают, то значения четвертого — спинового — должны быть разными. Это значит, что одну орбиту могут занимать не более двух электронов.

За это открытие Паули в 1945 году был удостоен Нобелевской премии по физике. Принцип Паули установил закономерности, которыми связаны электроны при заполнении электронных оболочек атомов. А это послужило объяснением наблюдаемой в экспериментах тонкой и сверхтонкой структуры атомных спектров.

В 1927 году Паули объяснил происхождения парамагнетизма металлов. Он установил, что электроны в металлах подчиняются не классическим статистическим законам, а квантовой статистике, основанной на принципе запрета. В 1929 году Паули совместно с В. Гейзенбергом сформулировал основы квантовой электродинамики. Они разработали общую теорию квантования полей. Кроме того, Паули является автором фундаментальных исследований по теории элементарных частиц, а также предложил мезонную теорию ядерных сил.

В 1931 году Паули предположил существование нейтральной частицы с нулевой массой покоя и спином ½. Итальянский физик Энрико Ферми назвал позже эту частицу «нейтрончиком» — нейтрино. Экспериментально нейтрино было обнаружено только в 1954 году. Также Паули был известен тем, что в его присутствии чувствительная экспериментальная аппаратура прекращала нормально работать или просто ломалась. Это явление было названо Эффектом Паули.

В начале декабря 1958 года Вольфганг Паули заболел и вскоре, 15 декабря, умер. Похоронен в Цюрихе.

Обновлено 16.10.2017
Статья размещена на сайте 17.04.2008

Комментарии (0):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети: