PAULI WOLFGANG April - Physik Uni

25
April
* 25.04.1900 in Wien
PAULI
✝ 15.12.1958 in Zürich
WOLFGANG
Schweizerisch-amerikanischer Physiker österreichischer Herkunft
BIOGRAPHIE:
Wolfgang Pauli wurde am 25. April 1900 als Sohn eines
Chemieprofessors in Wien geboren. Schon in der Schule galt
Pauli als mathematisches Wunderkind und studierte während
des Schulunterrichts heimlich Einsteins Relativitätstheorie, was
in ihm den Traum, einmal als theoretischer Physiker zu
arbeiten, weckte.
Diesen erfüllte er sich mit dem Studium der Theoretischen
Physik an der Universität München. Dort schrieb er als 21Jähriger eine meisterhafte Abhandlung über die Relativitätstheorie, womit er die Aufmerksamkeit der Fachwelt erregte.
Während des Studiums schloss er Bekanntschaft mit dem
gleichaltrigen Werner Heisenberg, dem er in lebenslanger
Freundschaft verbunden blieb. Ganz im Gegenteil zu Heisenberg war Pauli ein dicklicher „Sporthasser“, der das Münchner
Nachtleben in vollen Zügen genoss und deshalb nicht allzu oft
in den Morgenvorlesungen gesichtet wurde. Bereits in den
Studienjahren zeigte der humorvolle, hilfsbereite und unkonventionelle Pauli deutlich seine gefürchtete beißend kritische
und sarkastische Art, unter der auch spätere Freunde und
Kollegen zu leiden hatten.
Nachdem Pauli sein Studium mit einer Promotion im Juli 1921 in kürzester Zeit abschloss, verbrachte er ein
Jahr in Kopenhagen, wo er sich mit den schwierigen Problemen des Atombaus beschäftigte. 1926 folgte in
Hamburg Paulis Ernennung zum außerordentlichen Professor, wo dem Perfektionisten die Entdeckung des
Pauli-Prinzips gelang. Für diese naturwissenschaftliche Errungenschaft erhielt er schließlich im Jahr 1945 den
Nobelpreis für Physik.
Nach fünf Jahren in Hamburg trat Pauli Erwin Schrödingers Nachfolge als Professor für Theoretische Physik
an der Universität Zürich an, wo er bis kurz vor seinem Tod tätig war; lediglich von einer kurzzeitigen
Anstellung am Institute for Advanced Study in Princeton während der Kriegsjahre ist zu berichten. Die
Vorlesungen und Vorträge des strengen Lehrers Pauli wurden nicht sehr geschätzt, dafür bescherten ihm seine
wichtigen Entdeckungen im Bereich der Quantenphysik große Erfolge. Dieses berufliche Glück wurde aber
von privaten Schicksalsschlägen getrübt: Nach dem Selbstmord seiner Mutter und dem Scheitern seiner ersten
Ehe wurde Pauli in eine tiefe Krise gestürzt und begab sich beim Psychologen Carl Gustav Jung in Behandlung. Dabei stellte sich kein wirklicher therapeutischer Erfolg ein; erst Paulis zweite Frau verhalf ihm zur
Überwindung seiner psychischen Probleme. Die Ehe blieb kinderlos.
Am 15. Dezember 1958 starb Pauli schließlich im Alter von 58 Jahren in Zürich an Pankreas-Krebs. Er gehört
zu den Mitbegründern der Quantenmechanik und zu den bedeutendsten theoretischen Physikern des 20.
Jahrhunderts. Infolgedessen wurde er zu Lebzeiten in mehrere Wissenschaftsakademien aufgenommen, so
auch 1953 in die Royal Society.
25. April
04. Januar
WISSENSCHAFTLICHE LEISTUNGEN:
Schrieb als 21-Jähriger eine meisterhafte
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Erklärte sich 1924 die Hyperfeinstruktur von
Spektrallinien durch die Existenz eines Kernspins (Kernspin-Hypothese).
Fand 1925 empirisch und bewies theoretisch
das Spin-Statistik-Theorem in der relativistischen Quantenfeldtheorie, wodurch Fermionen (halbzahliger Spin) und Bosonen (ganzzahliger Spin) ihre fundamentale, statistische
Deutung erhielten: Die Bosonen sind identische
Teilchen und werden durch total symmetrische,
quantenmechanische Zustände beschrieben. In
einem Zustand (charakterisiert durch die
Quantenzahlen) können sich beliebig viele
Bosonen aufhalten. Die Fermionen sind hingegen unterscheidbare Teilchen und werden
durch total antisymmetrische, quantenmechanische Zustände beschrieben.
Führte in der von ihm 1927 angegebenen Pauli-Gleichung die nach ihm benannten Spinmatrizen („PauliMatrizen“) in die Quantenmechanik ein. Zusätzlich zu den Termen in der verwandten SchrödingerGleichung für spinlose Teilchen enthält die Pauli-Gleichung einen Term, der den Spin mit dem Magnetfeld
koppelt.
Auf seinem Ausschließungsprinzip aufbauend,
konnte Pauli 1927 das Zustandekommen des Paramagnetismus in Metallen erklären (Pauli-Paramagnetismus).
Lieferte 1929 mit Werner Heisenberg eine relativistische Quantisierung des Strahlungsfeldes.
Um 1942 tätigte er Arbeiten zur Mesonentheorie
der Kernkräfte.
Erkannte, dass Energie-, Impuls- und Drehimpulserhaltungssatz beim radioaktiven
Betazerfall nur dann erfüllt sind, wenn bei
der Umwandlung eines Neutrons in ein
Proton und Elektron zusätzlich ein drittes,
bis dahin unbekanntes Teilchen entsteht.
Pauli postulierte daher 1930 die Existenz
eines Elementarteilchens, das er vorläufig
„Neutron“ nannte. Später nannte es E.
Fermi „Neutrino“.
Verallgemeinerte 1955 das von G. Lüders 1952 aufgestellte CPT-Theorem (Pauli-Lüders-Theorem): Es
besagt, dass bei allen bisher beobachteten Prozessen in der Natur das Produkt der Symmetrieoperationen
Parität, Ladungskonjugation und Zeitumkehr immer invariant ist, also erhalten bleibt. Dabei entspricht die
Parität einer Raumspiegelung aller drei Raumkoordinaten, die Ladungskonjugation einem Austausch eines
Teilchens durch sein Antiteilchen und die Zeitumkehr der Inversion der Zeitkoordinaten, so dass der Vorgang
zeitumgekehrt abläuft.