Wolfgang Ernst Pauli
(25 de abril de 1900, Viena, Austria – 15 de diciembre de 1958, Zürich, Suiza)
"Sé mucho. Sé demasiado. Soy un viejo cuántico"
Por Fabiola Díaz
Asociación Larense de Astronomía, ALDA.
Físico teórico nacido en Viena, Austria el 25 de abril de 1900. Hijo del químico y medico Wolfgang Joseph Pauli y la periodista Bertha Camilla Schutz. Pauli tenía una hermana menor, Gert Pauli y un padrino famoso, el físico y filosofo Ernst Mach.
A pesar de sus orígenes judíos, fue criado en la religión católica que posteriormente él y su familia abandonaron.
Estudió en el prestigioso Gymnasium Federal Deblinger de Viena entre los años 1910 a 1918, donde se ganó la reputación de niño prodigio graduándose con honores.
Dos meses después de su grado Pauli publicó su primer artículo sobre la teoría general de la relatividad de Einstein. Fue pionero en el estudio de la física cuántica y famoso por el Principio de Exclusión de Pauli.
Pauli y Einstein.
Nominado por Albert Einstein para el Premio Nobel de Física por el principio de exclusión, esa nueva ley de la naturaleza es conocida hoy como el Principio de Exclusión de Pauli. Por dicha contribución, Wolfang Ernst Pauli, finalmente recibió el Premio Nobel de Física en 1945.
Continuó sus estudios en la Universidad Ludwig Maximilian de Munich finalizando su doctorado en 1921, mientras continuaba con las investigaciones de la teoría cuántica del átomo junto a Sommerfeld, por lo que su tesis versaba sobre la teoría cuántica del hidrógeno diatómico ionizado.
Posteriormente, Pauli trabajó como asistente de Born en la Universidad de Gottingen, y en 1922 trabajó como asistente de Lenz en la Universidad de Hamburgo. Luego se mudó a Copenhague para realizar investigaciones en el instituto de Física Teórica.
En 1923 regresó a Hamburgo en 1923 para realizar su habilitación como profesor de la Universidad de Hamburgo en 1924. Durante este periodo Pauli se dedicó al desarrollo de la teoría moderna de la física cuántica.
Como resultado de estos estudios e investigaciones, Pauli estableció que no pueden existir dos electrones en el mismo estado cuántico. Es decir, no se permite que los electrones de un átomo tengan un conjunto idéntico de números cuánticos, aporte que constituye su mayor aporte a la ciencia, y es conocido en la actualidad como el Principio de Exclusión de Pauli, y es aplicable a muchos otros fenómenos.
En 1925, Pauli resolvió la teoría de espín no relativista, utilizando la teoría matricial de la mecánica cuántica que recientemente había sido desarrollada.
En 1928, asumió un cargo de profesor de física teórica en Zúrich en el Instituto Federal Suizo de Tecnología donde continuó haciendo avances científicos, dándose a conocer en Estados Unidos donde visitó la Universidad de Princeton y la Universidad de Michigan como profesor invitado.
Se casó en primeras nupcias con Käthe Margarethe Deppner en 1929. Esta unión duro poco menos de un año.
En 1930, en medio de sus investigaciones de partículas subatómicas, advirtió de la posible existencia de una partícula neutra de baja masa, a la cual se le conoce en la actualidad como neutrino. Estas partículas fueron descubiertas experimentalmente en 1956.
En 1931, Pauli fue galardonado con la medalla de Lorentz por su principio de exclusión.
Este año fue crucial para Pauli, puesto que debido a su fracaso matrimonial y al exceso de trabajo colapsó. Acudió por ayuda con el psicólogo Carl Jung quien finalmente lo ayudo a salir adelante. Como resultado Pauli estudio los conceptos del psicoanálisis durante dos años.
Posterior a la superación de su fracaso matrimonial, Pauli contrae matrimonio por segunda vez en 1934 con Franciska Bertram. Dicho matrimonio fue exitoso y duradero.
Con el inicio de la Segunda Guerra Mundial, Pauli, quien tenía ascendencia judía, y temiendo por su seguridad y la de su familia, se radicó en Estados Unidos, y en 1940, asumió el cargo de profesor visitante en el área de Física Teórica en la Universidad de Princeton.
Sus trabajos de investigación durante este periodo fueron fructíferos:
Demostró que:
- Las partículas con spin semi entero son fermiones. Los quarks (arriba y abajo) y los leptones (electrones, neutrinos electrónicos, muones, neutrinos muónicos, taus y neutrinos tau) son todos fermiones.
- Todos los fermiones y las partículas derivadas de los fermiones, como los protones y los neutrones, obedecen a la estadística de Fermi-Dirac; es decir, que cumplen con el Principio de Exclusión de Pauli.
- Las partículas con espín entero son bosones. Estas partículas obedecen a las estadísticas de Bose-Einstein. Los fotones, gluones, gravitones y los bosones W, Z y Higgs son todos bosones.
Posteriormente, en 1941, Pauli, dictó dos cátedras como visitante en la universidad de Michigan, y en 1942, también dicto un par de cátedras en la Universidad de Purdue.
Para el año 1946 Pauli obtuvo su nacionalidad estadounidense. Sin embargo, al finalizar la segunda guerra mundial, Pauli regresó a Zurich, a su antigua catedra, donde continuó trabajando hasta el final de sus días. Allí continuó estudiando historia y filosofía de la ciencia, así como también teoría cuántica de campos.
Aparte del Premio Nobel de Física, Pauli recibió otros reconocimientos por sus investigaciones, tales como:
- Fue nombrado miembro de la Royal Society of London en 1953
- Fue nombrado miembro de la Swiss Physical Society, la American Physical Society y la American Association for the Advancement of Science.
- En 1958 Pauli recibió la Medalla Max Planck por sus extraordinarios logros en física teórica.
Wolfgang Ernst Pauli murió en el hospital Rotkreuz de Zúrich el 15 de diciembre de 1958, a los 58 años, de cáncer de páncreas.
Su mayor aporte a la Física fue:
“El principio de exclusión de Pauli”
Cuyo planteamiento implica que dos electrones en un átomo no pueden tener igual número cuántico. Este es un ejemplo de un principio general que se aplica no sólo a los electrones, sino también a otras partículas de espín medio-entero (fermiones). No se aplica a partículas de espín entero (bosones).
El principio de exclusión de Pauli es parte de nuestras observaciones más básicas de la naturaleza: las partículas de espín semi entero, debe tener funciones de onda antisimétricas, y las partículas de espín entero debe tener funciones de onda simétricas, lo que implica que es imposible que dos electrones ocupen el mismo estado.
Algunas de sus frases famosas son:
“Verán, lo que ha dicho el Sr. Einstein, en realidad, no es tan tonto”.
“Lo que Dios ha separado no lo puede volver a unir el hombre”.
“No puedo creer que Dios sea un débil zurdo”.
“En absoluto, en absoluto. Sus ideas son tan confusas que no puedo decir si son absurdas o no”.
“La interpretación puramente psicológica sólo contempla la mitad del asunto. La otra mitad es la revelación de la base arquetípica de los términos reales aplicados en la física moderna”.
Pauli era conocido en la comunidad científica de su época como….
La "conciencia de la física" debido a que era un gran crítico de las teorías que no eran claras en su presentación.
Fueron emitidos varios sellos postales en honor a Pauli
Entre ellos tenemos:
Las diferencias de Pauli con Niels Bohr fueron épicas.
A modo de ejemplo, Jeremy Bernstein recuerda en sus memorias (The Life it Brings: One Physicist's Beginnings,1987) la siguiente anécdota:
"Pauli se había comprometido en una empresa particular con su antiguo colaborador Werner Heisenberg, otro de los grandes arquitectos de la teoría cuántica. Durante un tiempo, ellos afirmaron que habían resuelto todos los problemas que quedaban por resolver en la teoría de partículas elementales; todo lo reducían a una única ecuación. Cuando mentes más tranquilas examinaron la cuestión, concluyeron que todo era una quimera. El desenlace, para Pauli, llegó en una conferencia que pronunció en la Universidad de Columbia, en la gran sala de conferencias del Laboratorio Pupin. A pesar de que se había intentado mantener la charla en secreto, la sala estaba completamente llena. La audiencia estaba salpicada de pasados, presentes y futuros ganadores del premio Nobel, incluyendo a Niels Bohr. Una vez que Pauli había pronunciado su conferencia se le pidió a Borhr que hiciera un comentario. Entonces ocurrió allí una de las más inusuales, y a su absurda manera, más emotivas manifestaciones de las que he sido testigo. El punto básico de Bohr era que como teoría fundamental era loca, pero no lo suficientemente loca. Los grandes avances, como la relatividad y la teoría cuántica, parecen locos a primera vista -especialmente si uno ha sido educado en la física que les precedía-; parecen violar el sentido común de un modo fundamental. Por el contrario, la teoría de Pauli era simplemente rara, una ecuación de apariencia extraña que te miraba como un jeroglífico. Pauli objetó el juicio de Bohr; él dijo que la teoría era suficientemente loca.
En este momento, estas dos figuras monumentales de la física moderna empezaron a moverse en una órbita circular conjunta alrededor de la gran mesa de conferencias. Cuando Bohr daba la cara a la audiencia desde la parte delantera de la mesa, repetía que la teoría no era suficientemente loca, y cuando era Pauli el que daba la cara al grupo, decía a su vez que sí lo era. Recuerdo que me pregunté qué pensaría de esto cualquier otra persona del mundo -el mundo de los no-físicos-. A Freeman Dyson se le pidió un comentario y se negó. Más tarde él me comentó que era como observar la "muerte de un animal noble". Fue profético. Pauli murió no muchos meses más tarde, en 1958, a los cincuenta y ocho años de edad de un cáncer no detectado previamente. Antes de ello había renunciado a la teoría de Heisenberg, como él la llamaba ahora, de la manera más ácida. Uno sólo podía preguntarse si el breve romance de Pauli con ella era una señal de que ya estaba enfermo."
BIBLIOGRAFIA
- https://akifrases.com/autor/wolfgang-ernst-pauli
- https://citas.in/autores/wolfgang-ernst-pauli/
- https://www.10-facts-about.com/es/wolfgang-ernst-pauli/id/1669
- https://quimicafacil.net/infografias/biografias/wolfgang-pauli/
- http://lacienciaenlossellos.blogspot.com/2014/03/wolfgang-pauli.html?spref=pi
- https://scontent-a-iad.xx.fbcdn.net/hphotos-prn2/1382943_660205657346839_211587784_n.jpg
- The Life it Brings: One Physicist's Beginnings,1987
- https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1945/pauli/facts/
- Átomo y arquetipo: las cartas de Pauli / Jung, 1932-1958" . 1 de septiembre de 2002. doi : 10.1063 / 1.1522220 .
- Pauli, Wolfgang Ernst (1921). Über das Modell des Wasserstoff-Molekülions (tesis doctoral). Ludwig-Maximilians-Universität München.
- Wolfgang Ernst Pauli (1900-1958)". Real Academia de las Artes y las Ciencias de los Países Bajos.
