Wolfgang Ernst Pauli (1)

Tallinna Lilleküla Gümnaasium
WOLFGANG ERNST PAULI
referaat
Ester Alasalu
12a
Tallinn 2010

Sisukord

Sissejuhatus 4
Wolfgang Ernst Pauli elulugu 5
Huvitavaid fakte 8
Wolfgang Pauli perekond 10
Kokkuvõte 12
Kasutatud kirjandus 13

Sissejuhatus

Teemaks on valitud kuulus teadlane Wolfgang Ernst Pauli, sest tema kohta ei ole väga palju teada. Töö on oluline, sest füüsika on kiirelt arenev ala ja seetõttu on tähtis pidada meeles neid teadlasi, kes on avastanud ja kirja pannud füüsika alustalad. Wolfgang Ernst Pauli on kindlasti üks neist ja on väärt teada tema kohta rohkem kui koolitunnis mainitakse. Töös keskendutakse teadlasele kui inimesele, on mainitud tema perekondlik taust ja isiklikud suhted, loomulikult on kirjutatud ka Pauli avastustest, mis ta füüsikalukku kirjutanud on.

Wolfgang Ernst Pauli elulugu

Wolfang Ernst Pauli sündis 25. aprillil aastal 1900 Viinis . Ta isa oli keemik Wolfgang Joseph Pauli ja ema feministist kirjanik Bertha Pauli. Tänu väga haritud vanematele ning nende kõrgele positsioonile ühiskonnas oodati noorelt teadlaselt juba varakult suuri saavutusi ning ootuspäraselt avaldus ta anne reaalteadustes juba varakult. Pauli käis Döblingeri gümnaasiumis ja lõpetas selle aastal 1918. Ta oli suurepärane õpilane kõikides ainetes, veidi nõrgemad teistest olid keeletunnid, kuid neiski sai ta teistega võrreldes häid hindeid . Ta õppis iseseisvalt lisaks kõrgemat matemaatikat ning Albert Einsteini relatiivsusteooriat. Ainult kaks kuud pärast lõpetamist avaldas ta oma esimese teose Albert Einsteini relatiivsusteooria kohta. Samuti käis ta Ludwig-Maximilian ülikoolis Münchenis, kus teda õpetas Arnold Sommerfeld, kes oli tuntud saksa füüsik. Juulis 1921 sai ta doktorikraadi .
Sommerfeld palus Paulil arvustada relatiivsusteooriat „Encyklopaedie der mathematischen Wissenschaften“ jaoks. Kaks kuud pärast doktorikraadi saamist lõpetas Pauli oma 237-leheküljelise artikli relatiivsusteooria kohta ning vaimustas teadlasi füüsikaringkonnas oma geniaalsusega juba nii varajases vanuses. Seda kirjutist ülistas ka Einstein ise ja Pauli teost kasutatakse viitena sellele teemale tänapäevani.
Pauli veetis aasta Gõttingeni Ülikoolis Max Borni assistendina ning veel ühe aasta Kopenhaagenis Teoreetilise Füüsika Instituudis., mis hiljem nimetati Niels Bohri instituudiks. Samuti oli ta ka Wilhelm Lenzi assistent lühikest aega. Aastast 1923 kuni aastani 1928 oli Pauli lektor Hamburgi Ülikoolis. Sellel ajal aitas ta tugevalt kaasa kvantmehaanika arengule, pannes kirja elimineerimismeetodi.
Tõrjutusprintsiip väidab, et ühe algosakese mõõtmetega määratud ruumipiirkonnas võib paikneda maksimaalselt kaks vastandlike spinnidega aineosakest, ülejäänud tõrjutakse välja. Aineosakesed alluvad tõrjutusprintsiibile, väljaosakesed mitte.
1930. aastal pakkus Wolfgang Pauli välja idee puuduva energia äraviimise kohta- energia viib ära senitundmatu laenguta osake ehk neutriino . Selle aluseks võttis ta 1928. aastal Paul Diraci poolt esitatud kvantvõrrandi, mis nõudis lisaks poolarvulise kvantarvu spinni olemasolu. Kuna spinni kohta kehtib jäävusseadus, ei saa beetalagunemise võrrandis olla paremal pool kaht osakest (sest need annaksid spinniks täisarvu), vajatakse veel kolmandat poolarvulise spinniga osakest. Selleks saabki neutriino. Neutriinod tekivad tuumareaktsioonides nõrga vastasmõju tulemusena. Kuna neutriino on elektriliselt neutraalne lepton , ei reageeri ta ei tugeva vastasmõju ega elektromagnetilise vastasmõju kaudu, vaid ainult gravitatsiooniliselt või nõrga vastasmõju kaudu.
Spinni kontseptsiooni, kuigi mitte nime, pakkus esmakordselt välja Wolfgang Pauli aastal 1924. Ta laiendas Niels Bohri komplementaarsuse ehk täiendavuse printsiipi. Bohr , kes nägi täiendavust laine ja osakeste vahel, avaldas 1927. aastal selleteemalise artikli. Täpsemalt on komplementaarsusprintsiip printsiip, mille kohaselt mingi nähtuse näitlik mõistmine võib nõuda mitme üksteisega vastuolus oleva mudeli kasutamist.
Pauli isiklikus elus tabas teda suur tragöödia aastal 1927, kui ta väga armastatud ema sooritas enesetapu. Pauli ja ta ema olid väga lähedased ja seepärast oli ema surm talle suur hoop. Ta muutus väga üksildaseks ning ta kurbust suurendas ka fakt, et ta isa abiellus uuesti järgneval aastal. Ta ei sallinud oma uut kasuema ning kutsus teda „kurjaks kasuemaks“.
1930. aasta lõpus, lühidalt pärast neutriino postuleerimist ja pärast abielulahutust Käthe Margarethe Deppnerist novembris, kellega ta oli jõudnud abielus olla vähem kui aasta, varises mees täiesti kokku. Ta hakkas jooma ning ta elu ähvardas allakäik. Ta konsulteeris psühhiaatritega, et vastust leida oma arhetüübilistele unenägudele ning lõpuks muutus ise psühholoogide, eriti just Carl Jungi , parimaks õpilaseks. Üsna pea hakkas ta kritiseerima Jungi epistemoloogia teooriat ning pühendas palju aega selle uurimisele, eelkõige just sünkroonsuse uurimisele. Suur osa selle teema käsitlusest on kirja pandud tema kirjadest koosneva teosena „Atom and Archetype“, mis on kirjutatud koostöös psühholoog Jungiga. Pauli arvas , et psühholoogias on teadvus ja alateadvus samuti komplementaarsed, teineteist täiendavad. Pauli nägi täiendavust objektiivse teaduse ja subjektiivse teadvuse vahel . Jung on samuti avaldanud rohkem kui 400 Wolfgang Ernst Pauli unenäo analüüsi raamatus „Psühholoogia ja alkeemia“.
1931 .aastal auhinnati teda Lorentzi medaliga Amsterdamis . Selle maineka auhinna on saanud ka Max Planck , Arnold Sommerfeld, Fritz London, Lars Onsager jpt.
4. aprillil 1934. aastal abiellus Wolfgang uuesti, seekord kauaks ning õnnelikult Franciska Bertramiga. Ka sellest abielust ei sündinud Wolfgangile järeltulijaid, seega ei saanud ta kunagi isaks. Kuigi abielu oli lastetu, oli naine talle suureks toeks ning usaldusaluseks. Ta kiitis tihti oma naist meediale ning nad olid abielus kuni elu lõpuni.
Pauli kolis 1940.aastal Princetoni, kus temast sai füüsikaprofessor ning pärast Teist maailmasõda sai temast seaduslikult USA kodanik. Lõpuks kolis ta siiski tagasi Zürichisse, kuhu jäi oma elu lõpuni.
Aastal 1945 auhinnati teda ka Nobeli preemiaga. Ta esitati esimest korda Nobeli preemia laureaadiks aastal 1933 ning ka järgnevail kaheksal aastal kuni lõpuks ta selle preemia sai. Selle preemia saamise üks põhjustest oli kindlasti Einsteini saadetud telegramm, kus ta mainis Pauli saavutusi ja palus ta esitada Nobeli preemia kandidaadiks. Nobeli preemia on saanud ka teised kuulsad füüsikud, näiteks A. Einstein , Stark , P. Curie, M. Curie ,A. Bohr, Heisenberg jpt.
Aastal 1958 auhinnati Pauli Max Plancki medaliga, kuid õnnetuseks avastati tal samal aastal pankrease vähk. Selle tagajärjel ta surigi, 15.detsembril 1958. aastal.
Joonis 1. Wolfgang Ernst Pauli

Huvitavaid fakte

Wolfgang Pauli on öelnud: „Ma olen hakkama saanud millegi niisugusega, mida ükski füüsik kunagi ei tohiks teha – ma olen ennustanud osakese, mida pole võimalik avastada.”
Teda kutsuti ka füüsika südametunnistuseks, seda just tema põhjalikkuse tõttu. Ta oli ääretult põhjalik oma töös ning nõudis palju ka sõprade teadustöölt. Lisaks sellele armastas ta väga kritiseerida teiste vaatenurki, tegemisi ja saavutusi. Samuti suutis ta anda suurepärase hinnangu käimasolevatele avastustele ning projektidele. Nimelt seda võimet hinnati väga ning tema arvamus avaldas suurt mõju füüsikutele.
Talle ei pakkunud erilist huvi oma ideede avaldamine raamatutena ning ta eelistas seletada oma ideid ning mõtteid pikkades kirjavahetustes oma teadlastest sõpradega. Tema vähest huvi oma tööde avaldamise suhtes peetaksegi põhjuseks, miks teda tunnustatakse vähem, kui ta väärt on. Mainimisväärt on ka fakt, et tema lähimateks sõpradeks olid kuulsad teadlased Heisenberg ning Bohr. Heisenbergist saigi tema üks lähimaid sõpru ning nad tegid ka palju teadusalast koostööd. Nad innustasid üksteist tegema suurt panust kvantfüüsika arengusse. Heisenberg kutsus Paulit matemaatiliste-füüsikaliste teadmiste täielikuks valdajaks. Pauli kutsus Heisenbergi tihti lollpeaks, kuna Heisenberg armastas palju küsimusi küsida, kuid Pauli kriitikameel oli just see faktor , mis Heisenbergi paelus Pauli juures ning see oli üks nende sõpruse alustalasid.
Pauli sõbrunes ka teise juhtiva füüsiku Paul Ehrenfestiga, kellega ta tutvus konverentsil . Ehrenfest ütles Paulile, et talle meeldib Pauli relatiivsusteooria entsüklopeedias rohkem kui ta ise. Pauli aga vastas seepeale , et arvab Ehrenfestist täpselt vastupidi. Üllataval kombel sai sellest vestlusest alguse nende sõprus.
Päritolult on Pauli juut, kuid hiljem vahetas ta perekond judaismi rooma -katoliikluse vastu. Üks vähetuntud fakt on, et Paulile meeldis väga jalutada ning ujuda ning lapsena ta ei armastanud üldse mängida. Ta vihkas muinasjutte ja armastas lugeda hoopis Jules Verne'i raamatuid. Samuti oli tal suur huvi astronoomia vastu. Vanemana meeldis talle õhtuti väljas käia, ta veetis tihti aega baarides ja lokaalides ning pärast koju tulles jätkus tal veel energiat füüsikaga tegelemiseks.
Ta keskmine nimi Ernst on pandud talle austamaks ta ristiisa Ernst Machi. Ernst Mach oli Austria filosoof ja füüsik ning Paulide perekonna lähedane sõber.
Pauli on kuulus ka niiöelda „Pauli efekti“ tõttu. See efekt seisnes selles ,et tihti läksid eksperimenteerimisvahendid katki, vaakumituubid läksid põlema või juhtus muid ebatavalisi asju kui tema oli läheduses. Pauli oli ise teadlik sellest ning oli kummalisel kombel väga meelitatud alati kui „Pauli efekti“ mainiti.
Wolfgang Ernst Pauli üks tuntumaid lauseid on: „See pole õige, see pole isegi vale mitte!“
Joonis 2. Wolfgang Pauli õpetamas

Wolfgang Pauli perekond

Kuulsa teadlase Wolfgang Ernst Pauli isa oli Wolfgang Joseph Pauli, kes oli tuntud keemik ning õppinud Prahas. Algselt oli ta nimi Wolf Pascheles, kuid 1898 . aastal vahetas ta oma nime Wolfgang Joseph Pauliks, samal aastal vahetas ta ka usku: judaismi rooma-katoliikluse vastu. Tema vanemateks olid Wolfgang Joseph ja Berta Camilla Schütz. Ta abiellus Ernsti ema, Berta Schütziga, aastal 1899 ning selleks ajaks oli ta loobunud oma arstikarjäärist, sest tundis suuremat huvi keemia ja füüsika vastu ning temast sai ülikooli professor. Ernst Mach oli mees, kes inspireeris Josephit just teadusega tegelema ning kelle auks pandi Wolfgang Ernst Paulile ta keskmine nimi Ernst. Samuti on Ernst Mach Wolfgang Ernst Pauli ristiisa.
Hertha Ernestine Pauli oli Wolfgang Ernst Pauli õde. Ta sündis 1906.aastal Viinis ning suri 1973.aastal New Yorgis . Ta erines oma isast ja vennast, sest tema kirgedeks olid kirjutamine, näitlemine ja ajakirjandus . Aastast 1927 kuni aastani 1933 mängis ta mitmeid väikeseid rolli Max Reinhardti teatris. Aastast 1933 kuni 1938 aastani elas Viinis ning avaldas palju biograafilisi teoseid. Pärast anšlussi emigreerus Hertha Prantsusmaale ning kirjutas teose „The Correspondent“. 1940. aastal, kui natsid okupeerisid Prantsusmaa, põgenes ta koos Joseph Rothiga, kes oli austerlasest kirjanik, USA-sse.
Ta kirjutas USA-sse saabumisest teose „Aufbau“ ning järgnevatel aastatel kirjutas ta veel teoseid Albert Nobelist ja Vabadussambast. Tema kõige edukamateks teosteks osutusid lasteraamatud, eriti raamat „The Silent night :. The story of a Song“, milles ta seletab jõululaulu päritolu.
Bertha Pauli oli, nagu ta tütargi, suurepärane kirjanik. Ta sündis 1878 aastal. Oma feministlike vaadete tõttu kirjutas ta kuulsatest naisest, rõhutades nende tähtsust. Üheks tuntumaks teoseks on tema kirjatükk George Sandi kohta. Samuti on ta kirjutanud rootsi kuningannast Christinast, Marie Antoinette 'ist, Maria Louise'st. Ta sooritas enesetapu 1927. aastal. Tagasivaadetes usuti, et ta kannatas patoloogilise ärevuse käes. Arvatakse et ta võttis üledoosi Veronali-nimelist rahustist ning see põhjustaski tema surma. Samuti olevat õnnetu abielu olnud üks põhjustest, miks naine endalt elu võttis.
Joonis 3 Wolfgang Ernst Pauli ema
Joonis 4, Wolfang Ernst Pauli lapsena koos emaga

Kokkuvõte

Referaati koostades sai autor teadlikuks sellest, et Wolfgang Ernst Pauli ei ole ainus oma perekonna andekas inimene, kes on jätnud jälje ajalukku. Samuti sai autor rohkem teada Pauli rollist füüsika kui teaduse edasiviijana ja sellest, kuidas on ta aidanud kaasa mitmete tähtsate füüsikaseaduste arengule. Lisaks on huvitav teadmine Pauli keerukast iseloomust ja teravast kriitikameelest, mis teda küll tema sõprade seas vähemhinnatuks ei teinud, pigem vastupidi. Wolfgang Ernst Pauli kohta ei ole palju teada ja tema rolli füüsika arengus alahinnatakse tihti, selle töö koostamine tõi autorile palju uusi teadmisi selle teadlase kohta.

Kasutatud kirjandus

http://cdsweb.cern.ch/record/42879/files/186.jpg Joonis 4 (28.02.2010)
http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache%3AjSgjehPOih0J%3Awww.fyysika.ee%2Fdoc%2Fsygiskool2009_Groote.pdf+wolfgang+pauli&hl=et&gl=ee&sig=AHIEtbSuOZhDYAuTjLzDJPhAGRXKfiTYBA&pli=1 (27.02.2010)
http://en.wikipedia.org/wiki/Wolfgang_Paul (27.02.2010)
http://et.wikipedia.org/wiki/Spinn (27.02.2010)
http://paber.ekspress.ee/viewdoc/D25EE65E54CD2F81C22572CF004CAE37 (27.02.2010)
http://sophie.byu.edu/sophiejournal/thesis/seppi2.pdf (27.02.2010)
http://www.arileht.ee/artikkel/294633 (27.02.2010)
http://www.jstor.org/pss/769285 (27.02.2010)
http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/pioneers/pauli.html (27.02.2010)
http://www.obs.ee/kokkutulekud/lohv3.pdf (27.02.2010)
http://www.particlephysics.ac.uk/news/picture-of-the-week/picture-archive/pauli-and-the-neutrino/pauli_neutrino.jpg (27.02.2010)
http://www.scientific-web.com/en/Physics/Biographies/images/Pauli002.jpg (27.02.2010)
http://www.vigyanprasar.gov.in/scientists/WEPauli.ht m (27.02.2010)
http://www-thphys.physics.ox.ac.uk/research/plasma/wpi/pauli.jpg (27.02.2010)