Wolfgang Ernst Pauli

Doğum: 25 Nisan 1900  Viyana, Avusturya

Ölüm: 15 Aralık 1958 Zürih İsviçre

Wolfgang Pauli  Wolfgang Joseph ve Berta Camilla Schütz’ün oğludur. Wolfgang Joseph tıbbi doktor olarak Prakta eğitim aldı. Eğitimden sonra,  Viyanada doktor olarak  uygulamalar yaptı ve çok çabuk ünlü oldu.1898’de adını Wolfgang Joseph Pauli olarak değiştirdi ve  bunu takip eden yıllarda,  Yahudilikten Roman Katolik dinine geçti.  Berta Schütz ile Mayıs 1899’da evlendi, fakat  bu zamanda tıbbi uygulamalarına kimya ve fizik araştırmaları yapıp üniversitede profesör olmak için bıraktı.

Wolfgang Joseph Fen çalışmaya Ernst Mach tarafından ilham alarak çalışmaya başladı ve  ilk çocuğu doğduğunda adını Wolfgan Ernst Pauli adını verdi,   orta adını Mach onuruna verdi. Sadece orta ismi Machdan gelmemekte aynı zamanda vaftiz babası ona  31 Mayıs 1900’de vaftiz olurken gümüş bir  kupa vermiştir.

Wolfgan okula Viyana’da başladı  burada  matematik ve fizik üzerine Döblingen Gymnasium’da derin çalışmalara başladı. Gymnasiumda tabiki  tipik bir kişi değildi Einstein’ın yazılarını okuduğu için. Okul çalışmaları dahi Pauili için sıkıcıydı ve  Einstein’ın yazılarını okul sırasının altında saklar ve ders esnasında onlara çalışırdı. Derslere olan ilgisizliği Pauili’yi geri bırakmadı,   Temmuz 19918 yılında  Gymnasium’dan başarı ile mezun oldu.

Gymnasium’dan ayrıldıktan sonra  Ludwig-Maximillan üniversitesine girdi. Okuldan ayrı kaldığı iki ay zarfında izafiyet teorisi üzerine ilk yazısını sundu. Münih’te eğitim aldığı sıralarda izafiyet teorisi üzerine iki tane daha makale yazdı.Münih’te Sommerfeld çok çabuk onun dehasını keşfederek eğitildi. Sommerfeld Pauli’ye  Encylopadie der mathematichen Wissenchaften’dan  inceleme yazısı yazmasını daha sadace üniversitedeki ikinci yılında  istedi ve bundan yüksek bir not aldı.  Saygı karşılıklıydı, Pauli Sommerfeld’e hem bir kişi  hem bilim adamı olarak daha fazla saygı gösteriyordu.

Pauli  Münihte öğrenciyken yaşamı hakkında yazdıklarında: ( Sayfa 16’da Pauli’s Nobel Ödülü yazısındaki özetlere bakın) 

Her fizikçinin iş Bohr’un kuantum  teorisinin ana doğruluğunu bilmeye gelince ilk olarak tecrübe ettikleri düşüncenin klasik yoluna alışkın olarak ortaya çıkan şoku ben de yaşadım.

Kuantum  fiziği üzerine ilk yazısını  Haziran 1920’de yazd. Bu maddenin magnetik özellikleri üzerine bir çalışmaydı.1920’de Heisenberg Münihe geldiğinde Sommerfeld’inöğrencisi olmuştu.[20]’de Paul’inin bu andaki yaşam biçimini Heisenberg’i [20]’de anlatımından alıntılar:

Wolfgang tipik bir gece kuşudur. Kasabayı tercih etti, akşamlarını kimi kafelerde geçirmekten hoşlandı ve daha sonraları müthiş bir yoğunlaşma ve başarıyla birlikte fizik üzerine çalıştı. Sommerfeld’in yıldırmasına karşın sonradan düzenli olarak sabah konferenslarını verirdi ve yaklaşık öğle vaktine kadar gelmezdi.

                        Pauli doktorasını Sommerfeld’in gözetiminde Haziran 1921’de iyonlaşmış moleküler hidrojen kuantum teorisi  tezi üzerine yaptı. Sommerfeld’in tez üzerindeki raporundaki yazdıkları göstermektedir ki:

               Onun  bir çok basılan daha küçük araştırmaları ve   daha büyük ansiklopedi yazılarındaki olduğu gibi, matematiksel fizik gereçlerinin bir bütün halinde yönetimi gibi.

               Sommerfeld, tez üzerine mutlaka bir çok övgü yağdırabilirdi fakat bu Pauli için bir hayal kırıklığı olurdu; çünkü Pauli’nin kanıtladığı teorik sonuçlar deneysel kantıla örtüşmemekteydi. Şu an bu teze bakarak, daha sonradan formüle edildiği gibi quantum teorisinin kendi içersinde, deneysel kanıtla örtüşen atom yapısının mantıklı teorisinin yapılandırılmasında gerek olan yapıyı sağlayamayacağını kim olsa görebilir.

               Doktora ödülünden 2 ay sonra, Pauli’nin  rölativiti teorisinin araştırmasına başlamıştır. Bu andan itibaren 237 sayfa sürecek olan bir işe girişmiştir. Pauli’nin bağıntılık  üzerine yazdığı monografiyi okuduktan sonra Einstein Puili’nin dahiliğini heme farktetmiş ve bir eleştiri yazısı yayınlamıştır. [20]

               Bu olgun ve oldukça mantıklı eseri kim incelerse incelesin bu eserin yazarının 21 yaşında yaşlı bir adam olduğuna inanmayabilir. Eserde, en çok hayranlık uyandıran şeylerin neler olduğunu merak edenler olabilir: Fikirlerin geliştirilmesi için psikolojik anlayış matematiksel tümdengelimin güvenirliği, kolay anlaşılırlık kapasitesi, sistematik sunuş edebiyat bilgisi, problemin tam olarak tedavisi, ya da kritik değerlendirmenin güvenirliği..

               Daha sonra Pauli Ekim 1921’den bu yana Born’un asistanı olarak Göttingen’e başvurdu. Niels Bohr ile ilk kez şahsen tanışması Göttingen’de oldu ve şunları söyledi.

               Niels Bohr ile şahsen ilk kez tanıştığım zaman bilim hayatımda yeni bir evre başladı. Elementlerin periyodik sistemi üzerindeki teorik araştırmalarında raporverdiği zaman  ve Göttingen’de bana bir dizi misafir konferanslar verdiği sıralarda tarih 1922’ydi. Bu toplantılar sırasında, Bohr, bana bir yıllığına Kopenhag’a gelip gelemeyeceğimi sordu.”

               Pauli bu daveti büyük bir hevesle kabul etti ve 1922-1923 yıllarını Bohr’un enstitüsünde geçirdi.  [16]

               Bohr’un davetini takiben, 1922 sonbaharında Kopenhag’a gittim. Orada, normal üçlüden farklı olan manyatik landaki tayf sıralarını dağıtmanın bir çeşidi ola sözde “anormal Zeeman Etkisi” ni açıklamak için cidden çok uğraştım.”

               1923’te Pauli, Hamburg’ta bir privatdozente başvurdu.

               1923’te Hamburg üniversitesine geri dönüşümden heme sonra elementlerin periyodik sistemi üzerine privatdozents olarak açılıkş konferansımı verdim. Konferansın konuları bana hiç de tatmin edici görünmedi, çünkü elektronik kapakların kapanması problemi net bir şekilde açıklığa kavuşmamıştı.

               1924’te Pauli elektronlar için bir quantum dönüş numarası önerdi. Bir atom içersindeki 2 elektronun  4 aynı kuantum sayısına sahip olamıyacağına dikkat çeken Pauli’nin dışlama prensibi 1925’te önerilmiş ve Pauli sunduğu bu prensiple meşhur olmuştur. Bundan en az 1 yıl sonra Heisenberg konuyla ilgili bütün yaklaşımı değiştiren kuantum mekanikleri üzerine yazdığı makaleyi  sundu. Daha önceden, eldeki teoriyle daha iyi gelişmeler yapılamayacağını hissetmeye başlamış olan Pauli, Heisenberg’in yeni fikirlerini kullanarak hızlı bir ilerleme kaydetmişti ve 1925’in sonundan önce yeni teoriden hidrojen spektrumunu bulmuştu.

               1927 yılı Pauli için, çok bağlı olduğu annesinin intiharıyla tam bir trajedi ve hüzün yılı oldu. Bu yılı izleyen yıllarda babası , Pauli’yi daha da mutsuzlaştıran ikinci bir evlilik yaptı. Babasının bu yeni eşi Pauli tarafından “şeytan üvey anne” olarak nefretle anılır. 6 Mayıs 1929’da Kathe Margarethe Deppner’la Berlin’de evlendiği zaman yeni bir mutsuzluk Pauli’yi takip etti. Bu evlilikten ilk aylarında bile kesinlikle bir verim alamadı. Pauli ve eşi 29 kasım 1930’da Viyana’da boşandı.

               Kişisel problemlerine rağmen Pauli’nin kariyeri mükemmel bir ilerleyiş kaydetti. 1928’de Zürih’de Federal Teknoloji Enstitüsünde Teorik Fizik Profesörlüğü’ne başvurdu ve hemen ardından fekalade gelişmeler gösterdi. 1931’de “nötrön” ismiyle tanımladığı yeni bir zerreciğin varlığını gerektiren kanunların matematiksel olarak tahmin etti. İlk olarak, 4 Aralık 1930’da yazılı bir mektupla bu zerreciğin teorik kanıtından bahsetti ve  16 Haziran 1931’de Pasadena’da bir konferansta halk bildirisini sundu. 17 Haziran da NewYork Times gazetesi bu olayı şöyle yazıyordu.

               İsviçre Zürih Teknoloji Enstitüsü’nde Dr W Pauli “nötronları” kristine eden zerreciklerin ve  özlerin varlığını açıkladığında atomun kalbinin yeni bir ikametgahı bugün, fizik dünyasına tanıtılmış oldu.

               Fakat Pauli’ye göre zerrenin varlığı ve özellikleri hala net  değildi ve 1933’te tahmini yazıyla yayınlatana kadar da netleşmedi. Pauli ilk olarak o sıralarda zerrenin sıfır kütleye sahip olduğunu iddia etti. Şu an nötron olarak bildiğimiz zerre, 1932’de Chadwick  tarafından keşfedildi. Pauli’nin zerresi 1934’de Fermi tarafından “neutrino” adıyla anıldı. O sıralarda Fermi, netçe bunun atom çekirdeği olmadığından bahsetti. Bu durum daha sonra deneysel olarak kanıtlandı.

               Pauli’nin bilimsel keşif dönemi ile artan kişisel sorunlar dönemi beraber ilerledi. Belki de kötü evliliğinin sonucunda kendini içkiye verdi ve sonuçta Carl Gustuve  Junga adlı bir psikoloğa başvurdu. Pauli, Jung tarafından tedavi edilmedi, ama daha çok Jun’ın asistanlarından birinin yardımını aldı. Fakat Pauli Jung’a gönderdiği 1000’in üzerinde detaylı bir şekilde anlattı ve Jung bazı  rüyalar üzerine kurulu bir eser yayınladı. Pauli fiziğe inandığı kadar psikolojiye inanıyordu. İleriki yıllarda Pais’e yazdığı bir mektupta şundan bahsetti. (Örnek için [20] ‘ye bak)

               Şu benim kişisel görüşümdür ki, geleceğin biliminde, gerçeklik ne fizik nede fiziksel olacak ama  her nasılsa hem her ikisi de hem de hiçbir olacak.

               Pauli’nin 4 Nisan 1934’te Francisko Bertram ile evliliğinin ardından her şey çok daha iyi gitti. İlk kötü evliliğinin tam tersine, bu yeni evliliği onun için büyük bir destek oldu. Pauli’nin ölümünden sonra karısı Francisko Pauli kocasının ardından şunları söyledi:

               O çok kırılgan biriydi. Gerçekliği kabul etmeden yaşamaya çalıştı ve onun dünyasızlığı tam olarak, bunun mümkün olabileceği inancından kaynaklanıyordu.

               1931’de Pauli, Michigan Ünv.’de ve daha sonra 1935-1936 yıllarında Princeton’da ileri Araştırma Enstitüsünde Profesörü ziyaret ediyordu. Zürih’e geri döndü ama 1939 da II. Dünya Savaşının çıkmasından sonra kendisini çok kötü konumda buldu. Çünkü 1938’de Avusturya topraklarını ilhak eden Almanya Pauli’yi bir Alman vatandaşı konumuna getirmişti. 1940’da Princeton’dan gelen teklifle bu konumdan kurtuldu. 1941’de Michigar üniversitesinde  ve 1942’de Purdue Üniversitesinde  Profesörü ziyaret ederek vaktini geçirirken burada Princeton’da fizik başkanlığına layık görüldü. Pauli, faşizmin Avrupa’da bilim hayatına son verebileceği konusunda endişeliydi. Bu yüzden birleşmiş Milletler’de ve ayrıca Sovyetler Birliği’nde bilimsel gelişmeleri aktif olarak ceseretlendirdi. Sovyetler birliğindeki konferanslarda görev almak için oldukça hevesli olan Pauli, 1939’da Odessa’da Bütün Birlikler Fizik konferansına ve 1937’de Moskova’da Bütün Birlikler Fizik konferansına katıldı. Pauli, ayrıca İtalya ve Almanya’da kalan bilim adamlarını da aynı şeyi yapmaları hususunda cesaretlendirdi. Çünkü o savaştan sonra bilim kültürünün kurtulabileceğinin kesin olduğuna inanıyordu. Pauli Birleşmiş Milletler’de  kalmadı, ama II. Dünya savaşından sonra Zürih’e geri döndü. Bu onun için kolay bir karar değildi, fakat aslen kendisini hep Avrupalı hissetti ve asla Birleşmiş Milletlere uyduğunu tam olarak hissedemedi.

Pauli 1945’te Nobel ödülünü aldı. Şu başarılarından dolayı.

               Pauli prensibi veya dışlama prensibi olarak anılan 1925’te doğanın yeni bir kanununun keşfi sayesinde tam bağışıyla.

               Pauli, Einstein tarafından ödül için aday gösterilmişti.1945’te düzenlenen Stokholm’daki  ödül törenine gitmedi ama 10 Aralıkta kendisi için Princeton’da özel bir tören yapıldı. Stokholm’da Prof. I Waller Pauli’nin katılamayışından dolayı giriş konuşması metnini yolladı. Dışlama Prensibinin öneminden bahsettiği metnin bir bölümü aşağıdadır.

               Pauli araştırmasını, o zamandaki atom fiziğindeki teorik ve deneysel geniş bir analiz üzerine kurdu. Bir elektronun enerji halini açıklayabilmek için genel olarak 4 Kuantum numarasına ihtiyaç duyulduğunu buldu. Enerji  hali tamamen tanımlandığı zaman her enerji hali içersinde birden fazla elektron bulunamaz şeklinde ifade edilebilen prensibini dah sonradan açıkladı. 3 kuantum sayıları sadece, çekirdek etrafında dönen elektronların evrimiyle ilişkilendirilebilir. 4 quantum sayısına olan ihtiyaç elektronunun ilginç özelliklerinin varlığını kanıtlar.

               Diğer fizikçiler bu özelliklerin, elektronun spin olduğuna işaret ederek yorumlamaktadırlar. Örneğin elektron  sanki çekim merkezine  doğru olan bir eksen etrafında bir rotada hızlı bir şekilde dönüyormuş gibi davranıyordu.

               Pauli dışlama prensibiyle elektronik konfigürasyonun tamamen zekice yapıldığını kendisi  göstermiştir. Dışlama prensibi, farklı elementlerin fiziksel ya da kimyasal özelliklerinin karakteristik elusidasyonu için çok gereklidir. Pauli prensibini anlatmak için bu  önemli fenemenler vazgeçilmez olmasından da öte, metallerin elektrik  iletkenliği ve maddenin manyetik özelliklerinden de bahsettik.

               1925 ve 1926’da kuantum teorisinde atom fiziğinin temeli olan bir başka çeşidi dah gelişimi tamamladı. Yeni ve evrimsel metodlar zerrelerin hareketinin tanımlanması için geliştirildi.

               Pauli’nin 4. kuantum sayısına anlam veren spin teklifi ilk kez 1925’te Uhlenbeck taradında önerildi. Bir sonraki 13 Aralık’ta Stokholm’da Pauli Nobel konuşmasını yaptı.[19]’da Lavrikainen II. Dünya Savaşına uzanan yıllarda Pauli’nin eserinin kendisini götürdüğü diğer alanlardan bahseder.

               Pauli, hayatının son 10-15 yılını tarih ve bilim felsefesi üzerine çalışarak geçirdi.Başlangıç noktası kuantum mekaniklerinin felsefesiydi, fakat bu onu psikoloji’ye fikirlerin tarine, din ve doğa bilimleri arasındaki ilişkiye kadar daha birçok alana götürdü.

               Pauli eseri için, Nobel Ödülü’nün yanında onlarca onursal ödül aldı. 1953’te Lonra Kralyet Toplumu üyesi ve ayrıca İsveç ve Amerikan Fizik Toplumu, Amerikan Bilim ilerleme kuruluşunun üyesi olarak göre yaptı. Ekim 1931’de Amsterdam’da Lorentz madalyasıyla ödüllendirildi.