Пол Дирак

Пол Дирак
Пол Дирак
Лични подаци
Датум рођења	(1902-08-08)8. август 1902.
Место рођења	Бристол, Уједињено Краљевство
Датум смрти	20. октобар 1984.(1984-10-20) (82 год.)
Место смрти	Талахаси, Флорида,, САД
Образовање	Универзитет у Бристолу, Универзитет у Кембриџу, Ст. Џонов колеџ
Научни рад
Поље	теоријска физика
Ученици	Хоми Баба Хариш-Чандра Денис Сијама Фред Хојл Берхам Куршуноглу Џон Полкинхорн
Ментори	Ралф Фаулер
Познат по	Диракова једначина Дираков чешаљ Диракова делта функција Ферми-Диракова статистика Дираково море Дираков спинор Диракова мера Диракова нотација Дираков адјунг Диракова хипотеза великих бројева Дираков фермион Диракова алгебра Дираков оператор Абрахам-Лоренц-Диракова сила Негативна вероватноћа
Награде	Нобелова награда за физику (1933) Коплејева медаља (1952) Медаља Макс Планк (1952)

Пол Дирак (фр. Paul Adrien Maurice Dirac; Бристол, 8. август 1902 — Талахаси, 20. октобар 1984) био је физичар, добитник Нобелове награде за физику 1933.

Отац му је био Швајцарац, а мајка Енглескиња. Студирао је математику на Кембриџу, где је и предавао до 1969. године, то јест до пензионисања.

Дирак је 1926. године, мало после Нилса Бора и Јордана развио општу теоријску структуру за квантну механику. Године 1928. успео је да створи релативистички облик теорије, односно релативистичку квантну механику, која је описивала својства електрона и исправила неуспех Шредингерове теорије да објасни спин електрона.

Теоријски је закључио да постоје позитивно наелектрисани електрони који су названи позитрони. Њихово постојање је потврдио К. Д. Андерсон 1932. године. Сусрет електрона и позитрона доводи до анихилације (поништења) ове две античестице и ослобађања енергије у облику два фотона (гама зрачења). Такође, по Дираковој теорији и све друге честице имају свој антипар или античестицу. 1930. године Пол Дирак је објавио Принципе квантне механике (The Principles of Quantum Mechanics), дело које је потврдило његов углед Њутна 20. века.

Пол Дирак је 1933. године добио Нобелову награду за физику коју је делио са Ервином Шредингером „за откриће нових продуктивних форми атомске теорије”.

Преминуо је 1984. године.

Каријера

Дирак је успоставио најопштију теорију квантне механике и открио релативистичку једначину за електрон, која сада носи његово име. Изванредан појам античестице свакој фермионској честици – нпр. позитрон као античестица према електрону – произилази из његове једначине. Он је био први који је развио квантну теорију поља, која је у основи свих данашњих теоријских радова о субатомским или „елементарним“ честицама, рад који је фундаменталан за наше разумевање сила природе. Он је предложио и истражио концепт магнетног монопола, објекта који још није емпиријски познат, као средство за уношење још веће симетрије у једначине електромагнетизма Џејмса Клерка Максвела.

Квантна теорија

Дираков први корак у нову квантну теорију направљен је крајем септембра 1925. Ралф Фаулер, његов истраживачки надзорник, добио је копију истраживачке публикације Вернера Хајзенберга у оквиру старе квантне теорије Бора и Сомерфелда. Хајзенберг се у великој мери ослањао на Боров принцип кореспонденције, али је променио једначине тако да су укључивале директно видљиве величине, што је довело до матричне формулације квантне механике. Фаулер је послао Хајзенбергов рад Дираку, који је био на одмору у Бристолу, тражећи од њега да пажљиво погледа овај чланак.

Диракову пажњу привукао је мистериозни математички однос, на први поглед неразумљив, који је Хајзенберг успоставио. Неколико недеља касније, у Кембриџу, Дирак је изненада препознао да овај математички облик има исту структуру као Поасонове заграде које се јављају у класичној динамици кретања честица. У то време, његово сећање на Поасонове заграде је било прилично магловито, али је открио да је Е. Т. Витакерова Аналитичка динамика честица и крутих тела просветљујућа. На бази свог новог схватања, развио је квантну теорију засновану на динамичким варијаблама које нису комутиране. То га је довело до најдубље и најзначајније опште формулације квантне механике до данас. Диракова формулација је омогућила да добије правила квантизације на нов и осветљавајући начин. За ово дело, објављено 1926. године, Дирак је стекао докторско звање на Кембриџу. Ово је формирало основу за Ферми-Диракову статистику која се примењује на системе који се састоје од многих идентичних честица спина 1/2 (тј. које поштују Паулијев принцип искључења), нпр. електрона у чврстим телима и течностима, и што је важно у пољу проводљивости у полупроводницима.

Дирака нису посебно занимала питања интерпретације у квантној теорији. Заправо, у публикацији објављеној у књизи у његову част, он је написао: „Интерпретацијом квантне механике бавили су се многи аутори и ја не желим да о томе овде расправљам. Желим да се бавим фундаменталнијим стварима.”

Диракова једначина

За више информација погледајте: Диракова једначина

Године 1928, надовезујући се на 2×2 спин матрице за које је тврдио да их је открио независно од рада Волфганга Паулија на нерелативистичким спин системима (Дирак је рекао Абрахаму Пајсу: „Верујем да сам ове [матрице] добио независно од Паулија и да је Паули вероватно добио ове независно од мене."), предложио је Диракову једначину као релативистичку једначину кретања за таласну функцију електрона. Ово дело је навело Дирака да предвиди постојање позитрона, античестице електрона, што је тумачио у смислу онога што је постало познато као Дираково море. Позитрон је уочио Карл Андерсон 1932. Диракова једначина је такође допринела објашњењу порекла квантног спина као релативистичког феномена.

Литература

• Capri, Anton Z. (2007). Quips, Quotes, and Quanta: An Anecdotal History of Physics. Hackensack, New Jersey: World Scientific. ISBN 978-981-270-919-6. OCLC 214286147. 
• Crease, Robert P.; Mann, Charles C. (1986). The Second Creation: Makers of the Revolution in Twentieth Century Physics. New York City: Macmillan Publishing. ISBN 978-0-02-521440-8. OCLC 13008048. 
• Farmelo, Graham (2009). The Strangest Man: The Hidden Life of Paul Dirac, Quantum Genius. London: Faber and Faber. ISBN 978-0-571-22278-0.  [Published in the United States as The Strangest Man: The Hidden Life of Paul Dirac, Mystic of the Atom. ISBN 978-0-465-01827-7.]
• Gamow, George (1966). Thirty Years That Shook Physics: The Story of Quantum Theory. Garden City, New York: Doubleday. ISBN 978-0-486-24895-0. OCLC 11970045. 
• Heisenberg, Werner (1971). Physics and Beyond: Encounters and Conversations. New York City: Harper & Row. ISBN 978-0-06-131622-7. OCLC 115992. 
• Kragh, Helge (1990). Dirac: A Scientific Biography. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-38089-8. OCLC 20013981. 
• Mehra, Jagdish (1972). „The Golden Age of Theoretical Physics: P. A. M. Dirac's Scientific Works from 1924–1933”. Ур.: Wigner, Eugene Paul; Salam, Abdus. Aspects of Quantum Theory. Cambridge: University Press. стр. 17—59. ISBN 978-0-521-08600-4. OCLC 532357. 
• Schweber, Silvan S. (1994). QED and the men who made it: Dyson, Feynman, Schwinger, and Tomonaga. Princeton, New Jersey: Princeton University Press. ISBN 978-0-691-03685-4. OCLC 28966591. 
• Zee, Anthony (2010). Quantum Field Theory in a Nutshell. Princeton, New Jersey: Princeton University Press. ISBN 978-1-4008-3532-4. OCLC 318585662. 
• Brown, Helen (24. 1. 2009). „The Strangest Man: The Hidden Life of Paul Dirac by Graham Farmelo – review [print version: The man behind the maths]”. The Daily Telegraph (Review). стр. 20. Архивирано из оригинала 05. 02. 2009. г. Приступљено 11. 4. 2011. CS1 одржавање: Формат датума (веза).
• Gilder, Louisa (13. 9. 2009). „Quantum Leap – Review of 'The Strangest Man: The Hidden Life of Paul Dirac by Graham Farmelo'”. The New York Times. Приступљено 11. 4. 2011. CS1 одржавање: Формат датума (веза) Review.
• Mukunda, N. (1987) "The life and work of P.A.M. Dirac", pages 260 to 282 in Recent Developments in Theoretical Physics, World Scientific (језик: маратхи)
• Cassidy, David C. (2010). „Graham Farmelo. The Strangest Man: The Hidden Life of Paul Dirac, Mystic of the Atom”. Isis. 101 (3): 661. doi:10.1086/657209. „Farmelo also discusses, across several chapters, the influences of John Stuart Mill...” 

Спољашње везе

• Free online access to Dirac's classic 1920s papers from Royal Society's Proceedings A
• Annotated bibliography for Paul Dirac from the Alsos Digital Library for Nuclear Issues
• The Paul Dirac Collection at Florida State University Архивирано на сајту Wayback Machine (9. август 2018)
• Letters from Dirac (1932–36) and other papers Архивирано на сајту Wayback Machine (8. март 2016)
• Oral History interview transcript with Dirac 1 April 1962, 6, 7, 10, & 14 May 1963, American Institute of Physics, Niels Bohr Library and Archives Архивирано на сајту Wayback Machine (29. август 2014)