Wolfgang Ernst Pauli

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Wolfgang Pauli
Wohnhaus in der Planckstraße 8

Wolfgang Ernst Pauli: dt.-schweizer Physiker, 1921-1922 Assistent von Max Born an der Georg-August-Universität Göttingen, Nobelpreis für Physik 1945

Wolfgang Pauli wird am 25. April 1900 geboren.

Schon als Gymnasiast interessiert er sich sehr für Einsteins Relativitätstheorie, studiert sie heimlich während des Unterrichts. Er beschließt, theoretischer Physiker zu werden.

Gegen Ende des Ersten Weltkrieges beginnt Pauli, bei Arnold Sommerfeld an der Universität München Theoretische Physik zu studieren. Nach seiner Promotion wird er im Jahr 1921 in Göttingen für kurze Zeit Assistent bei Max Born und James Franck. Im Juni 1922 besucht er die Vortragsreihe von Niels Bohr an der Georg-August-Universität. Daraufhin lädt dieser ihn zu einem Besuch nach Kopenhagen ein. Bis 1923 studiert er dort. Bohr und sein Kreis beschäftigen sich mit dem schwierigen Problem des Atombaus.

Im Herbst kehrt Pauli nach Deutschland zurück. Er habilitiert sich 1924 an der Universität Hamburg und wird zwei Jahre später dort zum Außerordentlichen Professor ernannt.

In den Jahren 1924 und 1925 gelingen Pauli zwei grundlegende Entdeckungen, die für das Verständnis der Atomstruktur unentbehrlich geworden ist. Bohr hatte bei seiner Theorie des periodischen Systems den etwas vagen Begriff der Resonanz zwischen den Elektronenbahnen gebraucht. Pauli ersetzt diesen Begriff durch eine ganz andersartige Vorstellung, nach der jede Quantenbahn im Atom nur durch ein Elektron besetzt werden kann. Im (Wasserstoff-)Atom dürfen die Elektronen demnach niemals in allen (vier) Quantenzahlen übereinstimmen.

Dieses so genannte Pauli(-sche Ausschließungs-)prinzip lieferte unmittelbar den Schlüssel zum völligen Verständnis des periodischen Systems der Elemente und wurde grundlegend für die Atomphysik. Es erklärte die Stabilität chemischer Verbindungen und war auch für das Verständnis der Struktur der Atomkerne unentbehrlich. Für diese Entdeckung erhielt er 20 Jahre später, im Jahr 1945, den Nobelpreis.

Mit dem 1925 publizierten Ausschließungsprinzip ist die Entdeckung einer bis dahin unbekannten, klassisch nicht beschreibbaren Zweiwertigkeit verbunden, die sich wenig später als Elektronenspin herausstellt. 1927 gelingt es Pauli, den Spin mit Hilfe zweidimensionaler Matritzen, die heute seinen Namen tragen, in den quantentheoretischen Formalismus einzuführen. Ende der dreißiger Jahre kann er den Zusammenhang zwischen Teilchenspin und Statistik erklären.

1928 wird Pauli als ordentlicher Professor für Theoretische Physik an die Eidgenössische Technische Universität Zürich berufen. Von einer kurzen Unterbrechung in den Jahren des Zweiten Weltkrieges abgesehen – Pauli hält sich von 1931 bis 1946 als Gastprofessor an der Universität Michigan, an der Purdue Universität und am Institut for Advanced Study in Princeton/ New Jersey auf, m Jahr 1946 erhält er sogar die amerikanische Staatsbürgerschaft –, ist er diesem Lehramt trotz vieler Angebote aus Universitäten anderer Länder bis zu seinem Tode treu geblieben.

In die erste Zeit seiner Züricher Wirksamkeit fällt eine weitere wichtige Entdeckung. Durch eine sorgfältige Analyse der Beobachtungen beim Beta-Zerfall kann Pauli die Existenz eines neuen Elementarteilchens, des so genannten Neutrinos, vorhersagen. Seine Hypothese der Existenz des Neutrinos ist ein grundlegender Beitrag zur Entwicklung der Elementarteilchentheorie. Der direkte experimentelle Nachweis dieses Teilchens wird erst viel später, im Jahr 1956 mit den modernsten Hilfsmitteln der Atomtechnik geführt.

Neben der Begründung der Quantenelektrodynamik mit Werner Heisenberg wird Pauli in der Quantenfeldtheorie durch einen allgemeineren Beweis des auf einer Arbeit des Göttinger Theoretikers Gerhard Lüders ruhenden CTP-Theorems bekannt, das eine grundlegende Symmetrie nachweist. Sie verbindet Raum- und Zeitspiegelungen (P, T) mit der Änderung des Vorzeichens der elektrischen Ladung (C).

Hinter der Sachlichkeit Paulis verbirgt sich auch ein Interesse am Zusammenspiel von rationalen und irrationalen Elementen in der menschlichen Persönlichkeit. Seine ausgedehnten Gespräche über dieses Thema mit dem Psychologen Carl Gustav Jung führen zu einem gemeinsamen Buch, „Naturerklärung und Psyche“ 1952 bei Rascher in Zürich erschienen.

1949 erhält Pauli die schweizerische Staatsbürgerschaft. Zwei Gastprofessuren führen ihn noch einmal ans Institute for Advanced Study. 1958 erhält er von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft die Max-Planck-Medaille. Am 15. Dezember des selben Jahres stirbt Pauli in Zürich. 1985 benennt die Stadt Göttingen in Weende einen Weg nach ihm.

Links

  • Mehr Informationen über Wolfgang Ernst Pauli bei wikipedia.

Literatur

  • Sandra Czabania, Der Schlüssel zum Verständnis des Periodensystems, Göttinger Tageblatt, 23. Dezember 2002