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Paul Dirac
8. August1902 – 20. Oktober1984
Paul Dirac (um 1930)
Geburtsland	Vereinigtes Königreich
Geburtsort	Bristol
Staatsangehörigkeit	britisch
Ort des Todes	Tallahassee
Nobelpreis	Physik
Jahr	1933
Grund	„Für die Entdeckung neuer, produktiver Formen der Atomtheorie."
Zusammen mit	Erwin Schrödinger
Vorgänger	Werner Heisenberg
Nachfolger	James Chadwick
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Paul Adrien Maurice Dirac (Bristol, 8. August1902 – Tallahassee, 20. Oktober1984) war ein britischtheoretischer Physiker und einer der Pioniere der Quantenmechanik. Im 1928 er schloss die Existenz von Antimaterie.

Leben

Jugend und Studium

Dirac wurde als Sohn von Charles Adrien Ladislav Dirac (1866-1936) und Florence Hannah Holten (1878-1941) geboren. Sein Vater war ein Schweizer Einwanderer aus dem Kanton Wallis im Schweiz dieser Lehrer Französisch früher gewesen. Seine Mutter, Florence Hannah Holten, stammte ursprünglich aus Cornwall und war die Tochter eines Seemanns. Paul hatte einen älteren Bruder und eine jüngere Schwester. Sein frühes Familienleben scheint aufgrund der ungewöhnlich strengen und autoritären Natur seines Vaters ziemlich unglücklich gewesen zu sein. Er ging zu Bischof Grundschule und später die Fachhochschule für Handelsunternehmen. Letzteres war verbunden mit dem Universität Bristol und betonte naturwissenschaftliche Fächer und moderne Sprachen; eine ungewöhnliche Regelung zu einer Zeit, in der die Sekundarschulbildung im Vereinigtes Königreich war weitgehend gewidmet largely die Klassiker. Dirac würde später viel Dankbarkeit dafür zeigen.

Er studierte Elektrotechnik an der University of Bristol und graduierte in 1921. Er könnte keinen Job finden, wenn Ingenieur, konnte aber in Bristol in einem verkürzten Kurs Mathematik studieren. Sein Diplom erhielt er in der Mathematik in Bristol in 1923 und durfte forschen an der St. John's College zu Cambridge, wo er den größten Teil seiner Karriere bleiben würde. Zum Universität von Cambridge er interessierte sich für die generelle Relativität und in der Quantenmechanik und er arbeitete darin unter der Aufsicht von Ralph Fowler.

Entdeckungen

1926 entwickelte er eine Version der Quantenmechanik, die Werner Heisenberg über die Matrixmechanik und das von Erwin Schrödinger über die Wellenmechanik vereint in einem mathematischer Formalismus Welche beobachten verbindet mit Betreiber das funktioniert Vektoren in einem unendlich-dimensionalHilbert-Raum, was die Bedingung von a . zeigt körperlich das System beschreiben. Dafür wurde ihm der Titel Ph.D. (Arzt) von Cambridge.

Im 1928 er hat die veröffentlicht Dirac-Vergleich, basierend auf der Arbeit von Wolfgang Paulic über das nichtrelativistische Elektron mit Spinne.^[1] Diese relativistische Gleichung beschreibt die Elektron. Diese Arbeit führte zu Diracs Vorhersage der Existenz des Positron, es Antiteilchen des Elektrons, das er als Loch in dem, was schließlich zum "Diraczee" würde heißen; das unendlich tiefe Meer der Elektronen mit negativem Energie das würde das Universum füllen und das würde verhindern, dass die Elektronen mit positiver Energie ihre ganze Energie abstrahlen, eine winzige negative Energie gewinnen und somit das Ende des Universums einläuten.

Das positiv geladene Elektron, jetzt "Positron" genannt, wurde in 1932 beobachtet von Carl Anderson, der dafür 1936 den Nobelpreis erhielt. Dirac hat auch dazu beigetragen Physik durch seine Erklärung des Ursprungs der Quantenspin in der relativistischen Natur der Welt.

diracs Prinzipien der Quantenmechanik (veröffentlicht in 1930) wurde zu einem der Standardlehrbücher und wird bis heute verwendet. Er stellte die BH-Kettennotation, wobei |ψ>, ein Ket, ein Vektor im Gewöhnlichen Hilbert-Raum repräsentiert, und <ψ|, einen BH, ist das Duale davon. <ψ|ψ> (das Bremset) steht dann für das internes Produkt. Dirac stellte auch die Dirac-Delta, Dirac-DeltaVerteilung oder Dirac-Delta-Funktion.

Im selben Artikel vom Mai 1931^[2] in dem Dirac die Existenz sowohl des Antielektrons als auch des Antiprotons postulierte, sagte er ein drittes hypothetisches Teilchen voraus: das magnetischer Monopol. Er bewies, dass die Existenz eines einzigen Monopols im Universum ausreichen würde, um die Quantisierung der elektrische Ladung erklären.

Diracs Monopol-Hypothese fand zunächst wenig Beachtung, obwohl Pauli ihm den Spitznamen "Monopoleaner" gab. Aber nach der Entdeckung des Positrons im Jahr 1932 und nachdem die Existenz des Antiprotons 1955 experimentell bestätigt wurde durch Emilio Segre und Owen Chamberlain die Leute begannen auch, die Idee der Monopole ernst zu nehmen. Obwohl viele Physiker auf verschiedenste Art und Weise fleißig danach gesucht haben, wurde der Monopol (noch) nicht gefunden.

Nobelpreis

Paul Dirac hat a . geteilt Nobelpreis Physik in 1933 mit Erwin Schrödinger „für die Entdeckung einer neuen produktiven Form der Atomtheorie“. Dirac war ein Lucasianischer Professor in Mathematik in Cambridge von 1932 bis 1969. Die Dirac-Preise werden ihm zu Ehren verliehen. Außerdem wurde eine Konstante nach ihm benannt; das Konstante von Dirac (ħ - definiert als h/2π, mit h de Plancksche Konstante). Diese Konstante ist ein wichtiges Werkzeug in der Quantenmechanik. 1952 erhielt er den Copley-Medaille.

Nach Florida

Dirac verbrachte seine letzten Jahre im Florida State University (FSU) in Tallahassee zu Florida. DR. Bruce Hellman (Diracs letzter Doktorand) gegründet 1977 an der FSU de Dirac-Hellman-Preis in, einen Studentenpreis für eine außergewöhnlich gute Dissertation in Theoretischer Physik. Dirac starb in Tallahassee, wo er begraben liegt. Um ihn zu ehren, wurde eine Gedenktafel im Westminster Abbey zu London.

Persönlich

Dirac war ein sehr talentierter Physiker, aber auch sehr schüchtern und versuchte jede Art von Werbung zu vermeiden. Als er 1933 den Nobelpreis erhielt, wollte er ihn zunächst ablehnen, doch als ihm gesagt wurde, dass er noch mehr Aufmerksamkeit bekommen würde, änderte er seine Meinung. Er lud seinen Vater nicht zur Zeremonie ein (seine Mutter war anwesend), vermutlich wegen der angespannten Beziehungen nach dem Selbstmord seines älteren Bruders Reginald 1925.^[3]

Er hat geheiratet in 1937 mit Margit Wigner, Schwester des ungarisch-amerikanischen Physikers Eugen Wigner und hatte zwei eigene Töchter (Mary Elizabeth und Florence Monica), während er Stiefvater von Margits Sohn und Tochter wurde.

Anekdoten

Dirac war überzeugt Atheist. Wolfgang Paulic antwortete auf eine seltene Aussage von Dirac mit: "Wenn ich Dirac richtig verstehe, meint er das: Es gibt keinen Gott und Dirac ist sein Prophet."

Dirac war unter seinen Kollegen dafür bekannt, sehr präzise und schweigsam zu sein. Dann Niels Bohr beschwerte sich einmal, dass er nicht wisse, wie man einen Satz in einer wissenschaftlichen Arbeit beendet, und Dirac antwortete: "In der Schule haben sie mir beigebracht, nie einen Satz zu beginnen, ohne zu wissen, wie er enden wird." Als er die . besuchte Sovietunion wurde eingeladen, einen Vortrag über seine zu halten Philosophie über Physik stand er einfach auf und schrieb an die Tafel: "Die Gesetze der Physik müssen Mathematik, Schönheit und Einfachheit besitzen." Bei der gleichen Gelegenheit nach seiner Meinung zur Poesie gefragt, antwortete er: "In den Wissenschaften versucht man, etwas, das noch keiner weiß, so zu erzählen, dass es jeder versteht. In der Poesie ist es genau umgekehrt." ."

Dirac zeichnete sich auch durch seine Bescheidenheit aus. Er nannte die Gleichung für die zeitliche Entwicklung eines quantenmechanischen Operators die "Heisenberg-Bewegungsgleichung", während er sie als erster aufschrieb. Die meisten Physiker sprechen über Fermi-Dirac-Verteilung für Teilchen mit halbzahligem Spin und Bose-Einstein-Statistik für ganzzahlige Teilchen. Dirac verwendete in seinen Vorlesungen ausnahmslos den alten Namen "Fermstatistik". Diejenige für ganzzahligen Spin nannte er „Einsteins Statistik“ – „aus Symmetriegründen“, erklärte er.

Nach einer Anekdote von George Gamow würde Paul Dirac, nachdem er die Handarbeit seiner Frau beobachtet hatte, durch bloße topologisch Analyse geht nach hinten los stricken haben sich neu erfunden (George Gamow, "Biography of Physics", Übersetzung D. Burger, Arnheim 1962).

Siehe auch

Veröffentlichungen

Artikel

Unter anderem

• Quantentheorie des Elektrons, Proc. Royal Society A 117, 610-624, 1928

Bücher

• Prinzipien der Quantenmechanik (1930) - Ein Originalwerk, das die Ideen der Quantenmechanik unter Verwendung der modernen Formalismen zusammenfasst, die größtenteils vom Autor selbst entwickelt wurden. Am Ende des Buches erklärt Dirac auch die relativistische Theorie des Elektrons, die ebenfalls von ihm entwickelt wurde.
• Vorlesungen zur Quantenmechanik (1966) - Der größte Teil des Buches befasst sich mit der Quantenmechanik in der gekrümmten Raumzeit.
• Allgemeine Relativitätstheorie (1975) - Dieses kurze Werk (nur 68 Seiten!) fasst Einsteins zusammen generelle Relativität elegant zusammen.

Literaturverzeichnis

• (und) Helge Kragh, Dirac: Eine wissenschaftliche Biographie (1990)
• (und) Graham Farmel, Der seltsamste Mann: Das Leben von Paul Dirac, Faber und Faber, London 2009

Externe Links

• (und) Biografie Paul Dirac in der Notable Names Database (NNDb)
• Dirac-Medaille von dem Internationales Zentrum für Theoretische Physik
• Paul Adrien Maurice Dirac Biografie
• Dirac-Medaille des Weltverband theoretisch orientierter Chemiker (WATOC)
• YouTube-Film: Teilnehmer der Solvay-Konferenz von 1927 im Gespräch. Paul Dirac ist in lebhafter Debatte mit Max Born. Kollegen wie Marie Curie, Bragg, Lorentz, Hendrik Kramers, Peter Debije und so weiter treten auf, wenn sie ein Gebäude am Grote Markt in Brüssel verlassen.

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