Wolfgang Ernst Pauli Fatos


O físico teórico austríaco Wolfgang Ernst Pauli (1900-1958) recebeu o Prêmio Nobel de Física por sua descoberta do princípio de exclusão, conhecido como o princípio Pauli.

Wolfgang Pauli, filho de Wolfgang Joseph Pauli, professor da Universidade de Viena, nasceu naquela cidade em 25 de abril de 1900. Brilhante na escola, estudou física teórica na Universidade de Munique com Arnold Sommerfeld (1918-1921) e se formou como Doutor em Filosofia. Sommerfeld lhe pediu para escrever o artigo sobre relatividade para a Ciclopédia de Ciências Matemáticas. O artigo, com mais de 200 páginas, foi publicado em 1921; foi traduzido para inglês e italiano em 1958 e ainda é definitivo.

Pauli foi assistente de Max Born em Göttingen (1921-1922) e de Niels Bohr em Copenhague (1922-1923). Ele passou então 5 anos como professor na Universidade de Hamburgo, e em 1928 tornou-se professor de física no Instituto Federal de Tecnologia em Zurique.

Em 1921, a teoria geralmente aceita do átomo foi aquela avançada por Bohr em 1913. No caso do átomo de hidrogênio com seu único elétron, o estado do átomo foi definido por um único número quântico representando a energia nas possíveis órbitas circulares do elétron. Ao postular um conjunto adicional de números quânticos, Sommerfeld ampliou mais tarde a teoria de Bohr para cobrir as órbitas elípticas em átomos complexos, e um terceiro conjunto foi postulado mais tarde para explicar o átomo em um campo magnético. A teoria de Bohr-Sommerfeld explicou satisfatoriamente o átomo de hidrogênio; mas no caso de átomos complexos não explicou a natureza dupla da série de espectros alcalinos, nem explicou o efeito anômalo de Zeeman que Pauli havia tentado elucidar enquanto estava em Copenhagen.

Em 1924-1925 Pauli publicou sua solução teórica do efeito anômalo do Zeeman. Para explicar isso, outros sugeriram que o terceiro número, ou número quântico magnético, deveria ser considerado como tendo um valor meio-inteiro. Mas Pauli postulou um quarto número quântico, um quarto grau de liberdade. Isto ele considerou como tendo um de dois valores apenas— uma propriedade que mais tarde definiu como “dois valores não descritíveis classicamente”. Ele então definiu seu “princípio”, que agora é normalmente declarado da seguinte forma: nenhum dois elétrons no mesmo átomo pode ter todos os quatro números quânticos iguais. Reconhecido desde o momento de sua publicação como importante, não foi imediatamente chamado de princípio da exclusão, ou Pauli. Em 1925, G. E. Uhlenbeck e S. A. Goudsmit introduziram a hipótese de spin de elétrons, com possíveis números quânticos de + ½ ou -½. Nessa época, a nova mecânica, como exemplificada pela mecânica matricial de Werner Heisenberg e a equação ondulatória de Erwin Schrödinger, estava fazendo progressos, mas esses métodos não explicavam facilmente o problema do átomo de hidrogênio, pois envolviam a lei do quadrado inverso na força atrativa. Em 1926, Pauli resolveu este problema brilhantemente identificando seu hipotético quarto grau de liberdade com o “spin” de Uhlenbeck e Goudsmit.

e desde então este grau tem sido chamado de quantum spin.

Entre 1928 e 1930 Pauli tentou—em parte em colaboração com Heisenberg—aplicar o princípio quântico à interação da radiação e da matéria. Estes três trabalhos constituíram os primeiros passos na teoria quântica de campo. No início dos anos 30, para explicar o fenômeno da decomposição beta dos núcleos, pelo qual uma quantidade imprevisível de energia parecia ser perdida, Pauli postulou a existência de uma partícula neutra de baixa massa mas com spin ½ Para esta partícula, Enrico Fermi cunhou mais tarde o nome “neutrino”

Pauli foi professor visitante na Universidade de Michigan (1931, 1941) e no Institute for Advanced Study, Princeton (1935-1936, 1940-1945). Ele recebeu muitas honras, incluindo o Prêmio Nobel de Física em 1945. Em 1953, foi eleito membro estrangeiro da Sociedade Real. Ele morreu em Zurique em 15 de dezembro de 1958.

Leitura adicional sobre Wolfgang Ernst Pauli

Existe uma biografia de Pauli em Nobel Lectures, Physics, 1942-1962 (1964), que também inclui sua Palestra Nobel. Para seu trabalho ver N. H. de V. Heathcote, Nobel Prize Winners, Physics, 1901-1950 (1953); B. Hoffmann, The Strange Story of the Quantum (2d ed. 1959); e A. d’Abro, The Rise of the New Physics, vol. 2 (1951).


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