زادروز پاولی، یکی از بزرگ‌ترین فیزیکدانان کوانتومی

به گزارش گروه رسانه‌های دیگر خبرگزاری آنا، ولفگانگ ارنست پاولی 25 آوریل 1900 در شهر وین، اتریش متولد شد. وی فرزند ولفگانگ پاولی استاد شیمی دانشگاه وین بود. وی تحصیلات خود را در شهر وین به اتمام رساند و سپس در دوران دبیرستان با نظریه نسبیت اینشتین آشنا شد.

پاولی در سال 1918 فارغ التحصیل شد. تنها دو ماه پس از فارغ التحصیلی او اولین مقاله خود را در مورد نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین منتشر کرد.

او در دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ مشغول به تحصیل شد و سپس در سال 1921 موفق به اخذ مدرک دکترای خود شد.

وی یک سال در دانشگاه گوتینگن، دستیار ماکس برن، فیزیکدان وریاضیدان آلمانی بود، سپس به جمع فیزیکدانان کپنهاگ پیوست و دستیار نیلز بور، فیزیکدان دانمارکی، شد. در سالهای 1923 تا 1928 او استاد دانشگاه هامبورگ بود.

در سال 1925 او اصل معروف به اصل طرد پاولی را مطرح کرد. اصل طرد و پیش‌بینی وجود نوترینو که در سال 1930 با مطالعه روی واپاشی ذره بتا انجام شد، از کشفیات مهم اوست. زمانی که در زوریخ بود به دنبال کارهای علمی و تحقیقات خود نوترینو را کشف کرد. وی در نهایت توانست درستی نظریه خویش را بصورت عینی مشاهده نماید. مشخص شد که نوترینو با وجود کوچکی و ناچیزی خود تاثیر عظیمی دارد. پاولی کتابی در زمینه اصول کلی مکانیک موجی نوشته است.

قاعده پاولی یا قاعده غیر امکان یا اصل طرد پاولی اصلی در مکانیک کوانتومی است. این قاعده بسیار مهم می‌گوید که در یک سیستم کوانتومی، دو یا چند فرمیون همسان(مثلاً دو الکترون) نمی‌توانند همزمان حالت کوانتومی یکسانی داشته باشند. برای الکترون‌های یک اتم، این اصل می‌گوید که چهار عدد کوانتومی هیچ دو الکترونی یکی نیست، یعنی مثلاً اگر n, l و ml دو الکترون یکی باشد، ms به ناچار برای آن دو متفاوت خواهد بود.

این اصل در شکل دقیق‌تر خود می‌گوید که تابع موج کلی برای دو فرمیون حتماً باید پادمتقارن باشد. از نتایج مهم این قاعده این است که برای فرمیون‌ها هیچ چگالشی وجود ندارد.

اصل طرد پاولی یکی از مهم‌ترین اصل‌های فیزیک است، زیرا هر سه نوع ذره‌ای که ماده معمولی از آن ساخته شده است یعنی الکترون‌ها، پروتون‌ها، نوترون‌ها از این اصل پیروی می‌کنند. به همین دلیل، همه ذرات مادی فضا اشغال می‌کنند. اصل طرد پاولی توضیح‌دهنده بسیاری از ویژگی‌های ماده است؛ از پایداری مواد در مقیاس بزرگ گرفته تا وجود جدول تناوبی عناصر.

اصل طرد پاولی بسیاری از پدیده‌های فیزیک را توضیح می‌دهد. یکی از این پدیده‌ها وجود لایه‌های الکترونی در اتم‌ها و قاعده به‌اشتراک‌گذاشتن الکترون‌ها است. هر اتم خنثی چندین الکترون دارد و از آن‌جا که الکترون‌ها فرمیون هستند، اصل طرد پاولی نمی‌گذارد که همه‌شان در یک حالت کوانتومی به دو ر هسته اتم جمع شوند؛ بنابراین الکترون‌ها یکی پس از دیگری روی هم قرار می‌گیرند. به همین دلیل عناصر شیمیایی گوناگون پدید می‌آید و پیوندهای بین آن‌ها این چنین گوناگون می‌شود.

از جوایز وی می‌توان به دریافت جایزه فیزیک نوبل، مدال فرانکلین و مدال ماکس پلانک اشاره کرد.

ولفگانگ پاولی در سال 1958 در حالیکه به شدت بیمار بود در شهر زوریخ سوئیس از دنیا رفت.

منبع: ایسنا