Reklama ogólnosieciowa

Infolinia.org -> Różne -> Współtwórca mechaniki kwantowej

Współtwórca mechaniki kwantowej

2009-06-23 16:02:18

Francuskie imiona zawdzięczał ojcu, Szwajcarowi, nauczycielowi w Merchant Venturer's Secondary School w Bristolu. W tym właśnie mieście, przy Monk Road, Bishopston, 8 sierpnia 1902 r. urodził się jeden z najwybitniejszych fizyków XX w. – Paul Adrien Maurice Dirac. Ojciec wpoił mu od dzieciństwa zamiłowanie do porządku, systematyczności, a także do zwięzłych wypowiedzi. Prace teoretyczne Diraca były potem podziwiane nie tylko przez wielbicieli nauk ścisłych ale i doceniane za wymowny lecz oszczędny język.

Reklama ogólnosieciowa

MOTTO: “Rozumiem równanie wtedy, gdy nie rozwiązując go, mogę sobie wyobrazić cechy charakterystyczne rozwiązania” P.A.M. Dirac

Po ukończeniu tej samej szkoły średniej, w ktorej uczył jego ojciec, młody Paul wstąpił na studia z zakresu inżynierii elektrycznej na Bristol University. W 1921 r. uzyskał tytuł licencjata i kolejne dwa lata studiował matematykę. Od tego czasu datuje się jego zainteresowanie fizyką, a zwłaszcza problemami mechaniki kwantowej. Nastepnie przeniósł się do St. John’s College w Cambridge i w 1926 r. obronił tam doktorat. Jego promotorem i człowiekiem, który przekazał mu całą swoją wiedzę był R.H. Fowler, bliski współpracownik wielkiego Nielsa Bohra. Krótko po otrzymaniu doktoratu zaproponował nowa teorię mechaniki kwantowej. Jej kompleksowość i prostota urzekły świat naukowy i pomimo początkowych prób jej obalenia przez Maxa Borna i Pascuala Jordana, ostatecznie po paru miesiącach uznano ją bez zastrzeżeń.

W 1928 r. młody fizyk opublikował pracę, w ktorej pokazał, że równania falowe elektronu mają dwa razy wiecej rozwiązań niż wynikałoby to ze stanu ówczesnej wiedzy i formułuje równanie opisujące fermiony o spinie ½. Jest ono kwantowomechaniczne i zgodne ze szczególną teorią względności (relatywistyczne, obowiązujące także dla prędkości stanowiących istotny ułamek c). Od swego odkrywcy, nosi ono nazwę równania Diraca. Naukowiec stwierdził, że te dziwne rozwiązania opisują cząsteczkę o własnościach identycznych jak elektron lecz o ładunku dodatnim. Nazwał tę cząsteczkę pozytonem. Przez kilka kolejnych lat pozyton był jedynie cząstka teoretyczną. Nikt jej nie zaobserwował, a jeśli nawet obserwowano fakty świadczące o jej istnieniu nie potrafiono ich właściwie zinterpretować. Jednak w 1932 r. Carl Anderson dostrzegł slady pozytonów przebiegajacych przez komorę mgłową i podał prawidłowe wyjasnienie tego zjawiska. W tym samym roku Dirac został profesorem St. John’s College i przejął w tej uczelni katedrę matematyki. Cichy stroniący od towarzystwa młody wykładowca na długie lata stał się przedmiotem licznych anegdot ze względu na nietypowe zachowanie. Ten wielki fascynat wspinaczki często ćwiczył, wchodząc na drzewa na terenie campusu, nie zdejmując zresztą swego czarnego garnituru, który nosił na co dzień, objasniając swym studentom zawiłosci fizyki i matematyki. Był szczególnie zainteresowany koncepcją matematycznego piękna i przekonany, że "piękna teoria matematyczna" ma większe szanse na poprawność niż teoria, której brakuje elegancji.

Dirac był zwolennikiem poglądu o istnieniu antymaterii we Wszechświecie. Wysunął go w 1933 r. Dość popularny był jednak pogląd o istnieniu w całym Wszechświecie tylko materii. Pierwsza odkryta antycząstka –pozyton- zadał tej teorii cios. Później, w 1955 r. odkryto antyproton, powstający w wyniku zderzeń protonów i neutronów o bardzo wysokich energiach, a w 1956 r. – antyneutron. W równaniu Diraca zawarta była zatem informacja o istnieniu antymaterii. Różni się ona od odpowiadającej materii przede wszystkim znakiem ładunku (jeśli go ma) i momentu magnetycznego. Ma natomiast identyczną masę i czas życia. Antymateria łączy się z materią w procesie anihilacji z wytworzeniem czystej energii: wysokoenergetycznych fotonów. Nie ma w tym procesie żadnych odpadków. W 1996 r. dowodnie wykazano podobieństwo materii i antymaterii. W Europejskim Laboratorium Fizyki Cząstek Elementarnych (CERN) pod Genewą wytworzono i zarejestrowano atom antywodoru czyli pozyton orbitujący wokół antyprotonu. Jeśli pozyton z antyprotonem mogą tworzyć antyatom, to antyatomy mogą składać się na antycząsteczki, a antycząsteczki na bardziej złożone struktury. Nic tedy nie stoi na przeszkodzie, aby istniał świat bardzo podobny do naszego, lecz anty. Astrofizycy wypatrują od lat takiego antyświata. Borykają się w szczególności z pytaniem czy w promieniowaniu kosmicznym - strumieniach cząstek bezustannie bombardujących Ziemię - nie ma choćby niewielkiej domieszki antycząstek. Problem jest niestety bardzo złożony, gdyż antycząstki mogą być produkowane przez przybywające z Kosmosu cząstki w wysokich warstwach atmosfery. Skrupulatne badania pokazują, że obserwowane antycząstki można rzeczywiście przypisać procesom produkcji w otoczeniu Ziemi, co oznacza, że pierwotne promieniowanie kosmiczne nie zawiera antymaterii. W naszym bliskim sąsiedztwie nie ma więc zapewne antyświatów. Przypuszcza się, że cały obecny Wszechświat zbudowany jest z materii. Natomiast zaraz po Wielkim Wybuchu wypełniała go najprawdopodobniej w równej ilości materia i antymateria. Dopiero później została naruszona symetria między cząstkami a antycząstkami i pojawiła się niewielka nadwyżka tych pierwszych. Gdy Wszechświat ostygł, antycząstki zniknęły, a owa nadwyżka cząstek stała się budulcem tego wszystkiego, co widzimy wokół.

W 1933 r. za swoje odkrycia Dirac, wspólnie z Erwinem Schrodingerem, otrzymał nagrodę Nobla z dziedziny fizyki. Był również zdobywcą medalu Królewskiego Towarzystwa Fizycznego, medalu Copley’a, medalu Plancka. Intensywnie podróżował, zarówno wspinając się, jak i dając gościnnie wykłady. W 1937 r. poślubił pochodzącą z Budapesztu, Margit Wigner – siostrę Eugene’a , fizyka noblisty z 1966 r. Adoptował jej dwoje dzieci: Judith i Gabriela, potem profesora matematyki. W związku urodziły się kolejne: Mary i Monica.

W 1968 r .Dirac opuścił Cambridge i przeniósł się do USA. W 1971 r. został profesorem na Florida State University w Tallahassee. Tam zmarł 20 pażdziernika 1984 r. Instytut Fizyki Zjednoczonego Królestwa ustanowił ku jego pamięci medal Diraca.

Rafi Skórniewski

Oceń artykuł
Uwaga: Właściciele serwisu nie ponoszą żadnej odpowiedzialności za sposób w jaki są używane artykuły, bądź podejmowane decyzje na ich podstawie.

Jeżeli lubisz ten artykuł to pomóż nam go rozpowszechnić:

  • Umieść na NK
  • Wykop to
  • Umieść na Flakerze
  • Umieść na GG
Komentarze (0)

Artykuł nie ma jeszcze żadnych komentarzy. Bądź pierwszy!

Dodaj komentarz

Przepisz kod*

Nazwa użytkownika:*

Treść komentarza:*

angry Mr. Green not happy Wink Rolling Eyes Crying or Very sad Embarassed Razz Laughing n n n n n n n n

Reklama ogólnosieciowa