Pol Dirak
Pol Dirak (franc. Paul Adrien Maurice Dirac; Bristol, 8. avgust 1902 — Talahasi, 20. oktobar 1984) bio je fizičar, dobitnik Nobelove nagrade za fiziku 1933.[7][8]
Pol Dirak | |
---|---|
Lični podaci | |
Datum rođenja | 8. avgust 1902. |
Mesto rođenja | Bristol, Ujedinjeno Kraljevstvo |
Datum smrti | 20. oktobar 1984.82 god.) ( |
Mesto smrti | Talahasi, Florida,, Sjedinjene Države |
Obrazovanje | Univerzitet u Bristolu, Univerzitet u Kembridžu, St. Džonov koledž |
Naučni rad | |
Polje | teorijska fizika |
Učenici | |
Mentori | Ralf Fauler |
Poznat po | Dirakova jednačina Dirakov češalj Dirakova delta funkcija Fermi-Dirakova statistika Dirakovo more Dirakov spinor Dirakova mera Dirakova notacija Dirakov adjung Dirakova hipoteza velikih brojeva Dirakov fermion Dirakova algebra Dirakov operator Abraham-Lorenc-Dirakova sila Negativna verovatnoća |
Nagrade | Nobelova nagrada za fiziku (1933) Koplejeva medalja (1952) Medalja Maks Plank (1952) |
Otac mu je bio Švajcarac, a majka Engleskinja. Studirao je matematiku na Kembridžu, gde je i predavao do 1969. godine, to jest do penzionisanja.[9]
Dirak je 1926. godine, malo posle Nilsa Bora i Jordana razvio opštu teorijsku strukturu za kvantnu mehaniku. Godine 1928. uspeo je da stvori relativistički oblik teorije, odnosno relativističku kvantnu mehaniku, koja je opisivala svojstva elektrona i ispravila neuspeh Šredingerove teorije da objasni spin elektrona.[10]
Teorijski je zaključio da postoje pozitivno naelektrisani elektroni koji su nazvani pozitroni. Njihovo postojanje je potvrdio K. D. Anderson 1932. godine. Susret elektrona i pozitrona dovodi do anihilacije (poništenja) ove dve antičestice i oslobađanja energije u obliku dva fotona (gama zračenja). Takođe, po Dirakovoj teoriji i sve druge čestice imaju svoj antipar ili antičesticu. 1930. godine Pol Dirak je objavio Principe kvantne mehanike (The Principles of Quantum Mechanics), delo koje je potvrdilo njegov ugled Njutna 20. veka.[11]
Pol Dirak je 1933. godine dobio Nobelovu nagradu za fiziku koju je delio sa Ervinom Šredingerom „za otkriće novih produktivnih formi atomske teorije”.[12]
Preminuo je 1984. godine.
Karijera uredi
Dirak je uspostavio najopštiju teoriju kvantne mehanike i otkrio relativističku jednačinu za elektron, koja sada nosi njegovo ime. Izvanredan pojam antičestice svakoj fermionskoj čestici – npr. pozitron kao antičestica prema elektronu – proizilazi iz njegove jednačine. On je bio prvi koji je razvio kvantnu teoriju polja, koja je u osnovi svih današnjih teorijskih radova o subatomskim ili „elementarnim“ česticama, rad koji je fundamentalan za naše razumevanje sila prirode. On je predložio i istražio koncept magnetnog monopola, objekta koji još nije empirijski poznat, kao sredstvo za unošenje još veće simetrije u jednačine elektromagnetizma Džejmsa Klerka Maksvela.
Kvantna teorija uredi
Dirakov prvi korak u novu kvantnu teoriju napravljen je krajem septembra 1925. Ralf Fauler, njegov istraživački nadzornik, dobio je kopiju istraživačke publikacije Vernera Hajzenberga u okviru stare kvantne teorije Bora i Somerfelda. Hajzenberg se u velikoj meri oslanjao na Borov princip korespondencije, ali je promenio jednačine tako da su uključivale direktno vidljive veličine, što je dovelo do matrične formulacije kvantne mehanike. Fauler je poslao Hajzenbergov rad Diraku, koji je bio na odmoru u Bristolu, tražeći od njega da pažljivo pogleda ovaj članak.[13]
Dirakovu pažnju privukao je misteriozni matematički odnos, na prvi pogled nerazumljiv, koji je Hajzenberg uspostavio. Nekoliko nedelja kasnije, u Kembridžu, Dirak je iznenada prepoznao da ovaj matematički oblik ima istu strukturu kao Poasonove zagrade koje se javljaju u klasičnoj dinamici kretanja čestica.[13] U to vreme, njegovo sećanje na Poasonove zagrade je bilo prilično maglovito, ali je otkrio da je E. T. Vitakerova Analitička dinamika čestica i krutih tela prosvetljujuća.[14] Na bazi svog novog shvatanja, razvio je kvantnu teoriju zasnovanu na dinamičkim varijablama koje nisu komutirane. To ga je dovelo do najdublje i najznačajnije opšte formulacije kvantne mehanike do danas.[15] Dirakova formulacija je omogućila da dobije pravila kvantizacije na nov i osvetljavajući način. Za ovo delo,[16] objavljeno 1926. godine, Dirak je stekao doktorsko zvanje na Kembridžu. Ovo je formiralo osnovu za Fermi-Dirakovu statistiku koja se primenjuje na sisteme koji se sastoje od mnogih identičnih čestica spina 1/2 (tj. koje poštuju Paulijev princip isključenja), npr. elektrona u čvrstim telima i tečnostima, i što je važno u polju provodljivosti u poluprovodnicima.
Diraka nisu posebno zanimala pitanja interpretacije u kvantnoj teoriji. Zapravo, u publikaciji objavljenoj u knjizi u njegovu čast, on je napisao: „Interpretacijom kvantne mehanike bavili su se mnogi autori i ja ne želim da o tome ovde raspravljam. Želim da se bavim fundamentalnijim stvarima.”[17]
Dirakova jednačina uredi
Godine 1928, nadovezujući se na 2×2 spin matrice za koje je tvrdio da ih je otkrio nezavisno od rada Volfganga Paulija na nerelativističkim spin sistemima (Dirak je rekao Abrahamu Pajsu: „Verujem da sam ove [matrice] dobio nezavisno od Paulija i da je Pauli verovatno dobio ove nezavisno od mene."),[18] predložio je Dirakovu jednačinu kao relativističku jednačinu kretanja za talasnu funkciju elektrona.[19] Ovo delo je navelo Diraka da predvidi postojanje pozitrona, antičestice elektrona, što je tumačio u smislu onoga što je postalo poznato kao Dirakovo more.[20] Pozitron je uočio Karl Anderson 1932. Dirakova jednačina je takođe doprinela objašnjenju porekla kvantnog spina kao relativističkog fenomena.
Reference uredi
- ^ Bhabha, Homi Jehangir (1935). On cosmic radiation and the creation and annihilation of positrons and electrons (Teza). University of Cambridge. EThOS uk.bl.ethos.727546.
- ^ Harish-Chandra, School of Mathematics and Statistics, University of St Andrews.
- ^ Pol Dirak na sajtu MGP (jezik: engleski)
- ^ O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F. „Pol Dirak”. MacTutor History of Mathematics archive. University of St Andrews.
- ^ DeWitt, C. M., & Rickles, D., eds., The Role of Gravitation in Physics: Report from the 1957 Chapel Hill Conference (Berlin: Edition Open Access, 2011), p. 30[mrtva veza].
- ^ Polkinghorne, John Charlton (1955). Contributions to quantum field theory (Teza). University of Cambridge. EThOS uk.bl.ethos.727138.
- ^ „P.A.M. Dirac | English physicist”. Encyclopedia Britannica (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2021-01-29.
- ^ „Nobel Bio”. Nobel Foundation. Pristupljeno 27. 1. 2014.
- ^ „The Nobel Prize in Physics 1933”. NobelPrize.org (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2021-01-29.
- ^ „Paul Dirac - Biography”. Maths History (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2021-01-29.
- ^ „Paul Adrien Maurice Dirac”. biography.yourdictionary.com. Pristupljeno 2021-01-29.
- ^ „The Nobel Prize in Physics 1933”. The Nobel Foundation. Pristupljeno 24. 11. 2007.
- ^ a b Farmelo 2009, str. 83–88
- ^ Coutinho, S. C. (2014-05-01). „Whittaker's analytical dynamics: a biography”. Archive for History of Exact Sciences (na jeziku: engleski). 68 (3): 355—407. ISSN 1432-0657. S2CID 122266762. doi:10.1007/s00407-013-0133-1.
- ^ „Paul Dirac: a genius in the history of physics”. Cern Courier. 15. 8. 2002. Pristupljeno 13. 5. 2013.
- ^ Dirac, Paul A. M. (1926). „On the Theory of Quantum Mechanics”. Proceedings of the Royal Society A. 112 (762): 661—77. Bibcode:1926RSPSA.112..661D. JSTOR 94692. doi:10.1098/rspa.1926.0133 .
- ^ Dirac, "The inadequacies of quantum field theory", in B. N. Kursunoglu & E. P. Wigner, eds., Paul Adrien Maurice Dirac (Cambridge: Cambridge University Press, 1987), p. 194.
- ^ Behram N. Kurşunoğlu; Eugene Paul Wigner (ur.). Reminiscences about a Great Physicist. Cambridge University Press. str. 98.
- ^ Dirac, P. A. M. (1. 2. 1928). „The Quantum Theory of the Electron”. Proceedings of the Royal Society of London A. 117 (778): 610—24. Bibcode:1928RSPSA.117..610D. doi:10.1098/rspa.1928.0023 .
- ^ Pol Dirak na sajtu Nobelprize.org with his Nobel Lecture, December 12, 1933 Theory of Electrons and Positrons
Литература uredi
- Capri, Anton Z. (2007). Quips, Quotes, and Quanta: An Anecdotal History of Physics. Hackensack, New Jersey: World Scientific. ISBN 978-981-270-919-6. OCLC 214286147.
- Crease, Robert P.; Mann, Charles C. (1986). The Second Creation: Makers of the Revolution in Twentieth Century Physics. New York City: Macmillan Publishing. ISBN 978-0-02-521440-8. OCLC 13008048.
- Farmelo, Graham (2009). The Strangest Man: The Hidden Life of Paul Dirac, Quantum Genius. London: Faber and Faber. ISBN 978-0-571-22278-0. [Published in the United States as The Strangest Man: The Hidden Life of Paul Dirac, Mystic of the Atom. ISBN 978-0-465-01827-7.]
- Gamow, George (1966). Thirty Years That Shook Physics: The Story of Quantum Theory. Garden City, New York: Doubleday. ISBN 978-0-486-24895-0. OCLC 11970045.
- Heisenberg, Werner (1971). Physics and Beyond: Encounters and Conversations. New York City: Harper & Row. ISBN 978-0-06-131622-7. OCLC 115992.
- Kragh, Helge (1990). Dirac: A Scientific Biography . Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-38089-8. OCLC 20013981.
- Mehra, Jagdish (1972). „The Golden Age of Theoretical Physics: P. A. M. Dirac's Scientific Works from 1924–1933”. Ur.: Wigner, Eugene Paul; Salam, Abdus. Aspects of Quantum Theory. Cambridge: University Press. str. 17—59. ISBN 978-0-521-08600-4. OCLC 532357.
- Schweber, Silvan S. (1994). QED and the men who made it: Dyson, Feynman, Schwinger, and Tomonaga . Princeton, New Jersey: Princeton University Press. ISBN 978-0-691-03685-4. OCLC 28966591.
- Zee, Anthony (2010). Quantum Field Theory in a Nutshell . Princeton, New Jersey: Princeton University Press. ISBN 978-1-4008-3532-4. OCLC 318585662.
- Brown, Helen (24. 1. 2009). „The Strangest Man: The Hidden Life of Paul Dirac by Graham Farmelo – review [print version: The man behind the maths]”. The Daily Telegraph (Review). str. 20. Arhivirano iz originala 05. 02. 2009. g. Pristupljeno 11. 4. 2011. .
- Gilder, Louisa (13. 9. 2009). „Quantum Leap – Review of 'The Strangest Man: The Hidden Life of Paul Dirac by Graham Farmelo'”. The New York Times. Pristupljeno 11. 4. 2011. Review.
- Mukunda, N. (1987) "The life and work of P.A.M. Dirac", pages 260 to 282 in Recent Developments in Theoretical Physics, World Scientific (jezik: marathi)
- Cassidy, David C. (2010). „Graham Farmelo. The Strangest Man: The Hidden Life of Paul Dirac, Mystic of the Atom”. Isis. 101 (3): 661. doi:10.1086/657209. „Farmelo also discusses, across several chapters, the influences of John Stuart Mill...”
Spoljašnje veze uredi
- Free online access to Dirac's classic 1920s papers from Royal Society's Proceedings A
- Annotated bibliography for Paul Dirac from the Alsos Digital Library for Nuclear Issues
- The Paul Dirac Collection at Florida State University Архивирано на сајту Wayback Machine (9. август 2018)
- Letters from Dirac (1932–36) and other papers
- Oral History interview transcript with Dirac 1 April 1962, 6, 7, 10, & 14 May 1963, American Institute of Physics, Niels Bohr Library and Archives Архивирано на сајту Wayback Machine (29. август 2014)