Paul Dirac

Paul Dirac

Paul Adrien Maurice Dirac (Bristol, Anglia, 1902. augusztus 8. - Tallahassee, Florida, USA, 1984. október 20.) brit Nobel-díjas (1933) fizikus, a kvantummechanika egyik megalapozója, Wigner Jenő sógora.

Kutatási területe

A relativisztikus kvantummechanika alapegyenletének, a Dirac-egyenletnek a megalkotója. Az egyenletből arra következtetett, hogy léteznie kell az elektron pozitív töltésű antirészecskéjének. Ezt pozitronnak nevezte el.

Életpályája

Korai évei

Paul Dirac Angliában született, Bristolban. Apja, Charles Dirac, aki emigrált a svájci Valais kantonból, és foglalkozásszerűen franciát tanított. Anyja eredetileg cornwalli volt, egy tengerész lánya. Paulnak egy bátyja és egy húga volt. Korai élete valószínűleg boldogtalan lehetett szokatlanul szigorú és tekintélytisztelő természete miatt, de erről soha nem beszélt. Középiskoláját a Merchant Venturers Technical College-ban végezte, mely a Bristoli Egyetemhez kapcsolódó intézmény volt, melyben hangsúlyosak voltak a természettudományos tárgyak és a modern nyelvek. Ez egészen furcsa volt abban az időben, amikor, a brit középfokú oktatás többnyire a klasszikus műveltséget hangsúlyozta, és olyan dolog, amelyre Dirac hálával gondolhatott.

Dirac villamosmérnöknek tanult a Bristoli Egyetemen, 1921-ben végzett. Miután rövid ideig mérnökként dolgozott, elhatározta, hogy a matematikai tudományokkal fog foglalkozni. Bristolban matematikai fokozatot szerzett 1923-ban, és lehetőséget kapott, hogy a cambridge-i St. Johns College-ban kutasson, ott is maradt élete nagy részében. A Cambridge-i Egyetemen kezdett el érdeklődni az általános relativitáselmélet és a születőben levő kvantummechanika iránt. Ralph Fowler irányításával dolgozott.

Életének középső időszaka

1926-ban kifejlesztette a kvantummechanika egy olyan változatát, mely egybefoglalta Werner Heisenberg „mátrixmechanikáját” és Erwin Schrödinger „hullámmechanikáját” egyetlen matematikai formalizmusba, melyben a Hilbert-térnek a fizikai rendszert leíró vektoraira ható operátorok feleltek meg a mérhető mennyiségeknek. Erre a kvantumelméletet megtermékenyítő munkájáért adták meg számára Cambridge-ben a PhD fokozatot.

1928-ban Pauli nemrelativisztikus spin-rendszerekkel kapcsolatos munkájára építve megtalálta a Dirac-egyenletet, az elektron viselkedését leíró relativisztikus egyenletet. Ez az egyenlet vezette, amikor megjósolta a pozitront, az elektron antirészecskéjét. A pozitront fel is fedezte Carl Anderson 1932-ben a kozmikus sugárzásban. Az egyenletnek egy másik fontos tulajdonsága is volt, a spint nem külön kellett beletenni az egyenletbe, ahogy a korábbi esetekben, hanem az egyenletéből kijött.

Dirac 1930-ban megjelent A kvantummechanika alapjai (Principles of Quantum Mechanics) című műve a mai napig használatos alapvető tankönyv lett. Ebben vezette be a braket-jelölést, melyben |ψ>, ket, jelöli a rendszer Hilbert-térbeli állapotvektorát, és <ψ|, bra, a duális vektorát. <ψ|ψ> jelöli a belső szorzatot. Dirac ugyanekkor vezette be a Dirac-delta függvényt.

1931-ben Dirac megmutatta, hogy magányos mágneses monopólusok léte elegendő lenne az elektromos töltés megfigyelt kvantáltságának magyarázatára. Ez a felvetés nagy figyelmet kapott, viszont a mai napig sem sikerült kimutatni mágneses monopólus létezését.

Paul Dirac 1933-ban megosztott fizikai Nobel-díjat kapott Erwin Schrödingerrel „az atomelmélet új hatékony formáinak felfedezéséért”

1937-ben vette feleségül Wigner Margitot, Wigner Jenő testvérét.

Késői évei

Dirac 1932-től 1969-ig a matematika Lucasian professzora volt a Cambridge-i Egyetemen. A Dirac-díjat az ő tiszteletére alapították. Utolsó éveit a Florida State Universityn (FSU) a floridai Tallahasseeben töltötte. Az FSU Dirac–Hellman-díját dr. Bruce Hellman alapította (Dirac utolsó PhD hallgatója) 1997-ben FSU-beli kutatók kiemelkedő elméleti munkájának elismerésére.

Emlékezete

• Tallahassee-ben halt meg, ott is temették el.
• Emléktábláját 1995-ben leplezték le a londoni Westminster-apátságban.

Külső hivatkozások

A Wikimédia Commons tartalmaz Paul Dirac témájú médiaállományokat.

• Számos angol nyelvű hivatkozás található az angol szócikkben
• Györgyi Géza: Szimpozium Triesztben Paul Dirac tiszteletére, Fizikai Szemle 1973/10. 315.o.
• John J. O'Connor és Edmund F. Robertson. Paul Dirac a MacTutor archívumban. (angolul)