|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
BIOGRAFIE WIELKICH NAUKOWCÓW
Diraca Paula Adriena Maurice’a. Biografia naukowca
Katalog / Biografie wielkich naukowców
Angielski fizyk Paul Adrien Maurice Dirac urodził się 8 sierpnia 1902 r. w Bristolu w rodzinie Charlesa Adriena Ladislava Diraca, pochodzącego ze Szwecji, nauczyciela francuskiego w prywatnej szkole i Angielki Florence Hannah (Holten) Dirac. Początkowo Paul studiował w szkole handlowej w Bristolu. Następnie studiował elektrotechnikę na Uniwersytecie w Bristolu w latach 1918-1921 i uzyskał tytuł Bachelor of Science. Następnie Paul odbył dwuletni kurs matematyki stosowanej na tym samym uniwersytecie. „Podczas tej edukacji matematycznej Fraser wywarł na mnie największy wpływ… był znakomitym nauczycielem, potrafiącym zainspirować swoich uczniów poczuciem prawdziwego podziwu dla fundamentalnych idei matematyki… – wspominał Dirac. – Dwie rzeczy nauczyłem się od Fraser. Po pierwsze, rygorystyczna matematyka. Wcześniej używałem tylko matematyki nieścisłej, co zadowoliło inżynierów... Nie dbali o dokładne określenie granicy, jak długo sumować szereg i inne tego typu rzeczy. że do obsługi tych obiektów czasami konieczne były ścisłe idee logiczne.” I dalej: "Drugą rzeczą, której nauczyłem się od Frasera, była geometria rzutowa. Wywarła na mnie głęboki wpływ ze względu na swoje nieodłączne matematyczne piękno... Geometria rzutowa zawsze działa na płaskiej przestrzeni... zapewnia metody takie jak jeden do jednego metoda korespondencji, która, jak magia, daje wyniki, twierdzenia geometrii euklidesowej, nad którymi od dawna się męczycie, wyprowadza się najprostszymi sposobami, jeśli posługuje się rozumowaniem geometrii rzutowej. Dirac nadal interesował się geometrią rzutową po ukończeniu studiów podyplomowych na Uniwersytecie Cambridge pod koniec 1923 r., gdzie specjalizował się w fizyce teoretycznej pod kierunkiem Ralpha Howarda Fowlera. W szczególności regularnie uczęszczał na przyjęcia herbaciane w domu profesora Bakera w sobotnie wieczory. Po każdym z tych przyjęć herbacianych ktoś składał raport dotyczący problemu geometrycznego. Sam Dirac też „pracował z geometrią rzutową… i zrobił jeden z raportów na takim herbacie. Był to pierwszy wykład w moim życiu i oczywiście dobrze go pamiętam. Chodziło o nową metodę rozwiązywania problemy rzutowe." Dirac następnie wstąpił do szkoły podyplomowej z matematyki w St. Johna w Cambridge, aw 1926 obronił pracę doktorską. W następnym roku Dirac został członkiem rady naukowej tej samej uczelni. Jeszcze na uniwersytecie Dirac zainteresował się teorią względności Alberta Einsteina. Podczas studiów podyplomowych Diraca w Cambridge Heisenberg i Schrödinger opracowali swoje sformułowania mechaniki kwantowej, stosując teorię kwantową do opisu zachowania układów atomowych i subatomowych oraz ruchu cząstek, takich jak elektron. Dirac zaczął studiować równania Heisenberga i Schrödingera zaraz po ich opublikowaniu w 1925 r., czyniąc w tym procesie kilka przydatnych uwag. Jedną z wad mechaniki kwantowej było to, że została ona opracowana tylko dla cząstek o małych prędkościach (w porównaniu do prędkości światła), co pozwoliło pominąć efekty rozważane przez teorię względności Einsteina. Skutki teorii względności, takie jak wzrost masy cząstki wraz ze wzrostem prędkości, nabierają znaczenia dopiero wtedy, gdy prędkości zaczynają zbliżać się do prędkości światła. Na Kongresie Solvay w październiku 1927 roku Bohr zwrócił się do Diraca. Oto jak wspomina to sam Dirac: „Bohr podszedł do mnie i zapytał: „Nad czym teraz pracujesz?” Odpowiedziałem: „Próbuję uzyskać relatywistyczną teorię elektronu”. Bohr następnie powiedział: „Ale Klein już rozwiązałem ten problem". Byłem nieco zniechęcony. Zacząłem mu wyjaśniać, że rozwiązanie problemu Kleina w oparciu o równanie Kleina-Gordona jest niezadowalające, ponieważ nie może być zgodne z moją ogólną fizyczną interpretacją mechaniki kwantowej. Jednak , nie mogłem nic wyjaśnić Bohrowi, ponieważ nasza rozmowa została przerwana przez początek wykładu i pytanie wisiało w powietrzu.” Dirac nie był zadowolony. Próbował uzyskać równania dla pojedynczego elektronu, a nie dla układu cząstek o różnych ładunkach. Postawił na swoim, ale decyzja go zaskoczyła. Wyraźnie brakowało dwuwymiarowych cząstek Pauliego, które dobrze opisują spin w przypadku nierelatywistycznym. Elektron teoretycznie miał dodatkowy stopień swobody - wolność, jak się okazało, przejścia do stanu o energii ujemnej. Wyglądało to tak dziko, że słuszne było porzucenie wszystkiego, co zostało zrobione. W poszukiwaniu wyjścia Dirac wpadł na dziwny pomysł. Zasugerował, że wszystkie elektrony we wszechświecie zajmują poziomy z ujemną energią, zgodnie z zasadą Pauliego, tworząc nieobserwowalne tło. Obserwować można tylko elektrony o dodatniej energii. „Elektrony”, pisze Dirac, „są rozmieszczone po całym świecie z dużą gęstością w każdym punkcie. Idealna pustka to obszar, w którym zajęte są wszystkie stany z ujemną energią”. "Stany niezajęte z energią ujemną będą pojawiać się jako coś o energii dodatniej, ponieważ aby zniknęły, konieczne jest wprowadzenie do niego jednego elektronu o energii ujemnej. Zakładamy, że te niezajęte stany z energią ujemną to protony." Teoria Diraca spotkała się ze sceptycyzmem. Hipotetyczne tło elektronów wzbudzało ponadto nieufność, co więcej, teoria Diraca, jego słowami, „była bardzo symetryczna względem elektronów i protonów”. Ale proton różni się od elektronu nie tylko znakiem ładunku, ale także masą. Odkrycie pozytonu, cząstki naprawdę symetrycznej do elektronu, wymusiło nowe uznanie teorii Diraca, która zasadniczo przewidywała istnienie pozytonu i innych antycząstek. Na konferencji leningradzkiej w 1933 r. Dirac wyjaśnił istotę teorii pozytonów w następujący sposób: "Załóżmy, że w świecie, który znamy, prawie wszystkie stany elektronowe o ujemnej energii są zajęte przez elektrony. Ten zestaw elektronów o ujemnej energii poziomy, ze względu na swoją jednorodność, nie są odbierane przez nasze zmysły i przyrządy pomiarowe, a jedynie poziomy niezajęte przez elektrony, będące czymś wyjątkowym, jakimś rodzajem naruszenia jednorodności, mogą być przez nas zauważone dokładnie w taki sam sposób, jak zauważamy zajęte stany elektronów o energiach dodatnich, czyli „dziura” w rozkładzie elektronów o energii ujemnej, będą przez nas postrzegane jako cząstka o energii dodatniej, ponieważ brak ujemnej energii kinetycznej jest równoznaczny z obecnością dodatnia energia kinetyczna, ponieważ minus po minusie daje plus... Wydaje się rozsądne zidentyfikowanie takiej „dziury” Zpozyton, tj. stwierdzenie, że pozyton jest „dziurą” w rozkładzie elektronów o ujemnej energii. „Zgodnie z teorią Diraca”, napisał F. Joliot, „elektron dodatni w zderzeniu ze swobodnym lub słabo związanym elektronem ujemnym może zniknąć, tworząc dwa fotony emitowane w przeciwnych kierunkach”. Istnieje również proces odwrotny - „materializacja” fotonów, kiedy „fotony o wystarczająco wysokiej energii mogą wytwarzać elektrony dodatnie podczas zderzenia z ciężkimi jądrami ... Foton oddziałując z jądrem, może wytworzyć dwa elektrony o przeciwnych ładunkach”. Wyprowadzone przez angielskiego naukowca i opublikowane w 1928 r. równanie nazywa się teraz równaniem Diraca. Umożliwiło to osiągnięcie zgodności z danymi eksperymentalnymi. W szczególności spin, który był wcześniej hipotezą, został potwierdzony równaniem Diraca. To był triumf jego teorii. Ponadto równanie Diraca pozwoliło przewidzieć właściwości magnetyczne elektronu (moment magnetyczny). Dirac należy również do teoretycznego przewidywania możliwości narodzin pary elektron-antyelektronika z fotonu o wystarczająco dużej energii. Przepowiedziany przez Diraca antyelektron został odkryty w 1932 roku przez Carla D. Andersena i nazwany pozytonem. Później potwierdziło się również przypuszczenie Diraca o możliwości narodzin pary. Następnie Dirac postawił hipotezę, że inne cząstki, takie jak proton, również muszą mieć swoje odpowiedniki z antymaterii, ale do opisania takich par cząstek i antycząstek potrzebna byłaby bardziej wyrafinowana teoria. Istnienie antyprotonu potwierdził eksperymentalnie w 1955 roku Owen Chamberlain. Wiele innych antycząstek jest obecnie znanych. Równanie Diraca umożliwiło wyjaśnienie problemu rozpraszania promieniowania rentgenowskiego przez materię. Promieniowanie rentgenowskie najpierw zachowuje się jak fala, następnie oddziałuje z elektronem jak cząstka (foton), a po zderzeniu znów jest jak fala. Teoria Diraca dostarczyła szczegółowego ilościowego opisu tej interakcji. Dirac później odkrył statystyczny rozkład energii w układzie elektronów, znanym obecnie jako statystyka Fermiego-Diraca. Praca ta miała ogromne znaczenie dla teoretycznego zrozumienia właściwości elektrycznych metali i półprzewodników. Dirac przewidział również istnienie monopoli magnetycznych - izolowanych dodatnich lub ujemnych cząstek magnetycznych, podobnych do dodatnio lub ujemnie naładowanych cząstek elektrycznych. Próby eksperymentalnego wykrycia monopoli magnetycznych jak dotąd nie powiodły się. Wszystkie znane magnesy mają dwa bieguny - północny i południowy, które są od siebie nierozłączne. Dirac zasugerował również, że naturalne stałe fizyczne, takie jak stała grawitacyjna, mogą nie być stałe w ścisłym tego słowa znaczeniu, ale powoli zmieniają się w czasie. Osłabienie grawitacji, jeśli w ogóle istnieje, jest tak powolne, że jest niezwykle trudne do wykrycia i dlatego pozostaje hipotetyczne. Dirac i Schrödinger otrzymali w 1933 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki „za odkrycie nowych produktywnych form teorii atomowej”. W swoim wykładzie Dirac zwrócił uwagę na możliwość istnienia „gwiazd składających się głównie z pozytonów i antyprotonów" wynikających z symetrii dodatnich i ujemnych ładunków elektrycznych. Być może jedna połowa gwiazd należy do jednego typu, a druga do drugiego. Te dwa typy gwiazd powinny mieć takie same widma i niemożliwe byłoby ich rozróżnienie metodami współczesnej astronomii”. W 1937 roku Dirac poślubił Margit Wigner, siostrę fizyka Eugena P. Wignera. Mieli dwie córki. Powszechnie przyjmuje się, że Dirac jest osobą małomówną i niezbyt towarzyską. Tak było. Wolał pracować sam i miał niewielu bezpośrednich uczniów, ale oprócz tego miał zdolność do szczerej i głębokiej przyjaźni. Dirac znalazł dwóch swoich najbliższych przyjaciół w Związku Radzieckim. Byli to Piotr Kapitsa i Igor Tamm. Wspomnienia córki Tamma, Iriny o Diracu, są ciekawe: „Przez dwa lata z rzędu P. A. M. Dirac, który przyjechał do Moskwy, został z nami, z którym tata spotkał się i zaprzyjaźnił w 28 roku na Ehrenfest w Lejdzie. Pamiętam, jak na moim Druga wizyta wieczorem wchodzi promienny Dirac i podnosząc palec uroczyście oświadcza: „Tamm, masz wspaniałe zmiany”. W odpowiedzi na oszołomienie wszystkich wyjaśnił: „Teraz w toalecie świeci się światło”. Jesienią 1934 r. Kapitsa nie mógł wrócić do Anglii, do laboratorium, którym kierował, i został początkowo zmuszony do pozostania w ZSRR bez możliwości pracy naukowej. Dirac chciał przyjechać do Związku Radzieckiego, aby spróbować pomóc Kapizie. Problem ten został szczegółowo omówiony w korespondencji między nim a żoną Kapitsy, Anną Aleksiejewną, która przebywała wówczas w Cambridge. Dirac w tym roku wykładał w Stanach Zjednoczonych. Aby uratować Kapitsę, zebrał nawet podpisy pod zbiorowym listem amerykańskich fizyków do rządu ZSRR, wraz z R. Millikenem złożył wizytę w sowieckiej ambasadzie. Przyjaciele i znajomi Paula Diraca często byli zdumieni jego nieoczekiwaną, a czasem „dziwną” reakcją na poruszane w rozmowie tematy. To prawda, wtedy stało się oczywiste, że jego uwagi były naturalną i logiczną reakcją i że tylko czysto automatyczne i bezmyślne skojarzenia wszystkich innych sprawiły, że można oczekiwać od niego czegoś innego. Ta sama właściwość przejawiała się w jej fizyce. Podobieństwo jest tak wyraźne, że wiele słynnych historii o naukowcu można bezpośrednio skorelować z niektórymi jego artykułami. Oto na przykład historia pigułek w butelce, opowiedziana przez H.R. Ulma. Ulm przeprosił za hałas w kieszeni, wyjaśniając, że butelka nie jest już pełna i dlatego hałasuje. Dirac zauważył: „Myślę, że robi najwięcej hałasu, gdy jest w połowie pełna”. Zrozumiał, że butelka nie hałasuje, nie tylko gdy jest pusta, co jest oczywiste, ale także, gdy jest całkowicie pełna. Ta myśl jest podobna do idei leżącej u podstaw jego „teorii dziur”. W innym odcinku rozmowa przy herbacie zwróciła się do faktu, że wśród dzieci urodzonych niedawno przez fizyków w Cambridge był zaskakująco duży odsetek dziewcząt. Kiedy ktoś powiedział nonszalancko: „Coś musi być w powietrzu!” – dodał po chwili Dirac: „A może w wodzie”. Wziął wyrażenie „w powietrzu” nie w jego konwencjonalnym znaczeniu, ale dosłownie, widząc możliwe zastosowanie. Ten trend znajduje odzwierciedlenie w wielu jego pracach. Być może po raz pierwszy pojawiło się to w sposobie, w jaki wykorzystał obserwację Heisenberga, że zmienne kwantowe nie przechodzą. Samemu Heisenbergowi wydawało się to brzydką cechą formalizmu. Dirac natomiast wykazał, że ta okoliczność zajmuje w nowej teorii bardzo ważne miejsce. Kolejna charakterystyczna cecha Diraca pojawiła się w historii, która miała miejsce w Kopenhadze. Przyjaciele zauważyli, że słynny fizyk Pauli zbyt szybko przybiera na wadze. Następnie poproszono Diraca, aby dopilnował, aby nie jadł za dużo. Pauli wziął udział w tej grze i zapytał Diraca, ile kostek cukru mógłby wsypać do swojej kawy. „Myślę, że jeden wystarczy dla ciebie”, powiedział Dirac, dodając nieco później: „Myślę, że jeden wystarczy dla wszystkich”. Po namyśle: „Myślę, że kawałki są wykonane w taki sposób, że jeden wystarczy dla wszystkich”. Taka wiara w porządek świata często znajduje odzwierciedlenie w jego pismach, a przede wszystkim w komentarzu w artykule pokazującym, że monopol magnetyczny nie jest sprzeczny ze znanymi prawami mechaniki kwantowej: „Byłoby dziwne, gdyby natura nie Użyj tego." Kiedy Dirac opowiadał o swojej twórczości, wydawało się, że nie wyjaśnia tak bardzo istniejącego świata, ale jak twórca tworzy swój własny, piękny, matematycznie rygorystyczny. Dopiero na końcu wraca do rzeczywistości. Porównując swój świat ze światem rzeczywistym, Dirac czasami napotykał niespodzianki, które inni uznaliby za miażdżący cios dla teorii. Ale to jest dokładnie to, czego nie miał Dirac. Decydującym kryterium prawdy była dla niego logiczna izolacja. Tym samym nigdy nie mógł pogodzić się z nowoczesną teorią relatywistycznych pól kwantowych, opartą na metodzie renormalizacji. Po ukończeniu prac nad relatywistyczną mechaniką kwantową Dirac dużo podróżował, odwiedzając uniwersytety w Japonii, Związku Radzieckim i Stanach Zjednoczonych. Od 1932 do przejścia na emeryturę w 1968 był profesorem fizyki w Cambridge. Po opuszczeniu Cambridge przez Diraca został zaproszony na University of Florida, gdzie pozostał profesorem do końca życia. W 1973 Dirac został odznaczony brytyjskim Orderem Zasługi. Został wybrany członkiem zagranicznym Amerykańskiej Narodowej Akademii Nauk (1949) i członkiem Papieskiej Akademii Nauk (1961). Dirac zmarł w Tallahassee 20 października 1984 r. Autor: Samin D.K.
▪ Faradaya Michaela. Biografia
Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt
06.05.2024 Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024
▪ Mean Well HLG-600H - super zasilacz do oświetlenia LED ▪ Środek do czyszczenia ścian graffiti
▪ sekcja serwisu Mikrokontrolery. Wybór artykułów ▪ artykuł z poprzedniego życia najpodlejsze cechy. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Dokąd trafiają monety z rzymskiej Fontanny di Trevi? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Jak woda została zmuszona płynąć w górę. Laboratorium naukowe dla dzieci ▪ artykuł Dwa analogowe mierniki częstotliwości. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony