Pol Dirak

Pol Dirak
Pol Dirak
Lični podaci
Datum rođenja	(1902-08-08)8. avgust 1902.
Mesto rođenja	Bristol, Ujedinjeno Kraljevstvo
Datum smrti	20. oktobar 1984.(1984-10-20) (82 god.)
Mesto smrti	Talahasi, Florida,, Sjedinjene Države
Obrazovanje	Univerzitet u Bristolu, Univerzitet u Kembridžu, St. Džonov koledž
Naučni rad
Polje	teorijska fizika
Učenici	Homi Baba Hariš-Čandra Denis Sijama Fred Hojl Berham Kuršunoglu Džon Polkinhorn
Mentori	Ralf Fauler
Poznat po	Dirakova jednačina Dirakov češalj Dirakova delta funkcija Fermi-Dirakova statistika Dirakovo more Dirakov spinor Dirakova mera Dirakova notacija Dirakov adjung Dirakova hipoteza velikih brojeva Dirakov fermion Dirakova algebra Dirakov operator Abraham-Lorenc-Dirakova sila Negativna verovatnoća
Nagrade	Nobelova nagrada za fiziku (1933) Koplejeva medalja (1952) Medalja Maks Plank (1952)

Pol Dirak (franc. Paul Adrien Maurice Dirac; Bristol, 8. avgust 1902 — Talahasi, 20. oktobar 1984) bio je fizičar, dobitnik Nobelove nagrade za fiziku 1933.

Otac mu je bio Švajcarac, a majka Engleskinja. Studirao je matematiku na Kembridžu, gde je i predavao do 1969. godine, to jest do penzionisanja.

Dirak je 1926. godine, malo posle Nilsa Bora i Jordana razvio opštu teorijsku strukturu za kvantnu mehaniku. Godine 1928. uspeo je da stvori relativistički oblik teorije, odnosno relativističku kvantnu mehaniku, koja je opisivala svojstva elektrona i ispravila neuspeh Šredingerove teorije da objasni spin elektrona.

Teorijski je zaključio da postoje pozitivno naelektrisani elektroni koji su nazvani pozitroni. Njihovo postojanje je potvrdio K. D. Anderson 1932. godine. Susret elektrona i pozitrona dovodi do anihilacije (poništenja) ove dve antičestice i oslobađanja energije u obliku dva fotona (gama zračenja). Takođe, po Dirakovoj teoriji i sve druge čestice imaju svoj antipar ili antičesticu. 1930. godine Pol Dirak je objavio Principe kvantne mehanike (The Principles of Quantum Mechanics), delo koje je potvrdilo njegov ugled Njutna 20. veka.

Pol Dirak je 1933. godine dobio Nobelovu nagradu za fiziku koju je delio sa Ervinom Šredingerom „za otkriće novih produktivnih formi atomske teorije”.

Preminuo je 1984. godine.

Karijera

Dirak je uspostavio najopštiju teoriju kvantne mehanike i otkrio relativističku jednačinu za elektron, koja sada nosi njegovo ime. Izvanredan pojam antičestice svakoj fermionskoj čestici – npr. pozitron kao antičestica prema elektronu – proizilazi iz njegove jednačine. On je bio prvi koji je razvio kvantnu teoriju polja, koja je u osnovi svih današnjih teorijskih radova o subatomskim ili „elementarnim“ česticama, rad koji je fundamentalan za naše razumevanje sila prirode. On je predložio i istražio koncept magnetnog monopola, objekta koji još nije empirijski poznat, kao sredstvo za unošenje još veće simetrije u jednačine elektromagnetizma Džejmsa Klerka Maksvela.

Kvantna teorija

Dirakov prvi korak u novu kvantnu teoriju napravljen je krajem septembra 1925. Ralf Fauler, njegov istraživački nadzornik, dobio je kopiju istraživačke publikacije Vernera Hajzenberga u okviru stare kvantne teorije Bora i Somerfelda. Hajzenberg se u velikoj meri oslanjao na Borov princip korespondencije, ali je promenio jednačine tako da su uključivale direktno vidljive veličine, što je dovelo do matrične formulacije kvantne mehanike. Fauler je poslao Hajzenbergov rad Diraku, koji je bio na odmoru u Bristolu, tražeći od njega da pažljivo pogleda ovaj članak.

Dirakovu pažnju privukao je misteriozni matematički odnos, na prvi pogled nerazumljiv, koji je Hajzenberg uspostavio. Nekoliko nedelja kasnije, u Kembridžu, Dirak je iznenada prepoznao da ovaj matematički oblik ima istu strukturu kao Poasonove zagrade koje se javljaju u klasičnoj dinamici kretanja čestica. U to vreme, njegovo sećanje na Poasonove zagrade je bilo prilično maglovito, ali je otkrio da je E. T. Vitakerova Analitička dinamika čestica i krutih tela prosvetljujuća. Na bazi svog novog shvatanja, razvio je kvantnu teoriju zasnovanu na dinamičkim varijablama koje nisu komutirane. To ga je dovelo do najdublje i najznačajnije opšte formulacije kvantne mehanike do danas. Dirakova formulacija je omogućila da dobije pravila kvantizacije na nov i osvetljavajući način. Za ovo delo, objavljeno 1926. godine, Dirak je stekao doktorsko zvanje na Kembridžu. Ovo je formiralo osnovu za Fermi-Dirakovu statistiku koja se primenjuje na sisteme koji se sastoje od mnogih identičnih čestica spina 1/2 (tj. koje poštuju Paulijev princip isključenja), npr. elektrona u čvrstim telima i tečnostima, i što je važno u polju provodljivosti u poluprovodnicima.

Diraka nisu posebno zanimala pitanja interpretacije u kvantnoj teoriji. Zapravo, u publikaciji objavljenoj u knjizi u njegovu čast, on je napisao: „Interpretacijom kvantne mehanike bavili su se mnogi autori i ja ne želim da o tome ovde raspravljam. Želim da se bavim fundamentalnijim stvarima.”

Dirakova jednačina

Za više informacija pogledajte: Dirakova jednačina

Godine 1928, nadovezujući se na 2×2 spin matrice za koje je tvrdio da ih je otkrio nezavisno od rada Volfganga Paulija na nerelativističkim spin sistemima (Dirak je rekao Abrahamu Pajsu: „Verujem da sam ove [matrice] dobio nezavisno od Paulija i da je Pauli verovatno dobio ove nezavisno od mene."), predložio je Dirakovu jednačinu kao relativističku jednačinu kretanja za talasnu funkciju elektrona. Ovo delo je navelo Diraka da predvidi postojanje pozitrona, antičestice elektrona, što je tumačio u smislu onoga što je postalo poznato kao Dirakovo more. Pozitron je uočio Karl Anderson 1932. Dirakova jednačina je takođe doprinela objašnjenju porekla kvantnog spina kao relativističkog fenomena.

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”. Ur.: Wigner, Eugene Paul; Salam, Abdus. Aspects of Quantum Theory. Cambridge: University Press. str. 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). str. 20. Arhivirano iz originala 05. 02. 2009. g. Pristupljeno 11. 4. 2011. CS1 održavanje: Format datuma (veza).
• 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. Pristupljeno 11. 4. 2011. CS1 održavanje: Format datuma (veza) 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 (jezik: marathi)
• 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...” 

Spoljašnje veze

• 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
• 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)