Wolfgang Pauli kimdir ve ne yapmıştır? 1945 yılı Nobel Fizik Ödülü sahibi Wolfgang Pauli hayatı ve çalışmaları, Dışlama ilkesi hakkında bilgiler.
Wolfgang Pauli Kimdir?
Wolfgang Pauli (d. 25 Nisan 1900, Viyana, Avusturya-Macaristan İmparatorluğu -ö. 15 Aralık 1958, Zürich, İsviçre), bir atomda birden fazla elektronun aynı anda aynı enerji düzeyinde bulunamayacaklarını belirleyen (1925) ve Pauli dışlama ilkesi olarak adlandırılan buluşuyla 1945 Nobel Fizik Ödülü’nü kazanan Avusturya asıllı İsviçreli fizikçidir. Pauli’nin bu buluşuyla kuantum kuramı atomların gözlemlenen özellikleri ile uyumlu duruma getirilmiştir.
Wolfgang Pauli 1900-59 Kısaca
Pauli bulduğu dışlama ilkesi ve nötrinoların varlığını öngörmesiyle bilinir. Avusturyalı Pauli yaşıtlarından oldukça ileride bir öğrenciydi; Einstein’ın makalelerini okur, görelilik üzerine makaleler yazardı. Heisenberg onu kafelerde çalışan ve sabahki derslere pek katılmayan bir gece kuşu olarak tanımlamıştır. Pauli’nin birçok kişisel sorunu vardı. Annesi intihar etmişti ve kendisi de kısa süren bir evlilik yapmıştı. Ayrıca içki problemi vardı. İsviçreli psikolog Carl Jung’a başvurmuştu. Jung, Pauli’nin binlerce rüyasını kaydetti. Evlendiğinde Pauli biraz toparladı ama bu kez de ikinci Dünya Savaşı patlak verdi. Amerika’dayken Avrupa’da bilimi canlı tutmaya çabaladı. Savaştan sonra Zürih’e döndü ve 1945’te Nobel Ödülü’nü aldı. Sonraki yıllarda kuantum mekaniğinin daha felsefi yanlarıyla ilgilendi ve psikoloji ile paralelliklerini araştırdı.
Henüz 20 yaşındayken görelilik kuramı üzerine 200 sayfalık bir ansiklopedi maddesi yazan Pauli 1923’te Hamburg Üniversitesi’nde öğretim görevlisi oldu. Ertesi yıl, elektronların enerji durumunu belirleyebilmek için sayısal değerleri + Vı ya da —Vı olabilen dördüncü bir kuvantum sayısının var olması gerektiğini öne sürdü. Daha sonraları bu iki değerin, fermiyonların spininin (fırıl) olanaklı iki yönünü gösterdiği anlaşıldı. Pauli’nin 1925’te ortaya koyduğu dışlama ilkesiyle, periyodik tablonun diziliş sırası daha iyi anlaşıldı.
1928’de Zürich’teki Federal Teknoloji Enstitüsü’nde kuramsal fizik profesörlüğüne atanan Pauli, bu enstitüyü kuramsal fizik alanında uluslararası bir araştırma merkezi durumuna getirdi. 1920’lerin sonlarında bir atom çekirdeğinden bir beta parçacığının (elektron) ayrılması sırasında, enerjinin korunumu yasasıyla tümüyle çelişir bir biçimde, bir miktar enerji ve momentumun yok olduğu belirlendi. 1931’de Pauli, kaybolduğu sanılan bu enerji ve momentumun, beta ışıması sırasında çekirdekten salınan kütlesiz ya da çok küçük kütleli ve elektrik yükü olmayan bazı parçacıklarca (daha sonra bu parçacıklara Enrico Fermi tarafından nötrino adı verildi) taşındığını ve bunlar diğer maddelerle çok ender olarak etkileşime girdiklerinden gözlemlenemediklerini ileri sürdü. 1956’da nötrino deneysel olarak gözlemlendi. Japonya ise yer altında nötrinoları yakalamayı başaran bir sistem kurmayı ise ileriki yıllarda başarmıştır.
Pauli dışlama ilkesi nedir?
Pauli dışlama ilkesi, bir atomda birden fazla elektronun aynı anda aynı enerji düzeyinde bulunamayacaklarını belirten ilke. Atomların gözlenen ışık salım biçimlerini açıklayabilmek amacıyla 1925’te Avusturya asıllı İsviçreli fizikçi Wolfgang Pauli tarafından ortaya konmuş olan bu ilke sonradan genelleştirilmiş ve elektronu da içeren daha geniş bir parçacık kümesi için geçerli olduğu belirlenmiştir.
Temel (atomaltı) parçacıklar istatistiksel davranışları bakımından iki türe ayrılır. Pauli dışlama ilkesine uyan parçacıklar fermiyon olarak adlandırılır. Kapalı bir sistemde (örn. elektronlar için bir atomda, proton ve nötronlar için bir çekirdekte) bulundukları zaman, fermiyonlar belirli bir enerji düzeyine yalnızca bir parçacık yerleşecek biçimde bir dağılım gösterirler.
Dışlama ilkesine uyan parçacıkların spin (fırıl) değerleri, bir başka deyişle açısal momentumlan, 1/2’nin tek katıdır (örn. 1/2, 3/2). Atomun yapısına ilişkin modern görüşe göre, yoğun çekirdeği çevreleyen bölge, her biri yalnızca farklı iki enerji durumu içerebilen yörüngemsilerden oluşur. Pauli dışlama ilkesi, bu durumlardan birine spini 1/2 olan bir elektron yerleşmişse, ötekine yalnızca spini ters yönde 1/2 olan (yani -1/2 olan) bir elektron yerleşebileceğini ifade eder. Birbirine ters yönde spinli iki elektronun yer aldığı bir yörüngemsi dolmuş durumdadır; bir başka deyişle bu elektron çiftinden biri ayrılmadıkça bu yörüngemsiye başka bir elektron giremez. Atoma bağlı elektronlara ilişkin Pauli dışlama ilkesi, dört kuvantum sayısı da birbirinin aynı olan birden fazla elektronun bulunamayacağı biçiminde de ifade edilebilir.