Wolfgang Ernst Pauli

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Wolfgang Ernst Pauli (25 avril 1900 à Vienne - 15 décembre 1958) est un physicien autrichien, lauréat du prix Nobel en 1945, connu pour sa définition du principe d'exclusion en mécanique quantique. Il est également lauréat de la Médaille Franklin en 1952.
Wolfgang Ernst Pauli

Wolfgang Ernst Pauli (25 avril 1900 à Vienne - 15 décembre 1958) est un physicien autrichien, lauréat du prix Nobel en 1945, connu pour sa définition du principe d'exclusion en mécanique quantique. Il est également lauréat de la Médaille Franklin en 1952.

Eléments biographiques

Enfance

Wolfgang Ernst Pauli Pauli est né le 25 avril 1900 d'un père professeur des universités Wolfgang Joseph Pauli (1869-1955), et d'une mère Berta Maria Camilla Schütz (1878-1927) journaliste et juriste. Son père, dont le nom d'origine est Wolf Pascheles, était d'abord de confession juive, avant d'être converti au catholicisme peu avant son mariage en 1899. Pauli avait aussi une soeur Hertha (1906-1973), qui fut actrice et ecrivain. Son deuxième prénom lui a été donné en l'honneur de son parrain, le physicien Ernst Mach. Déjà au lycée à Vienne, Pauli était considéré comme un enfant prodige en mathématique.

Études

À partir de 1919, il commence ses études à l'université de Munich de physique avec pour professeur Arnold Sommerfeld. À l'âge de 21 ans, il écrivit un article de synthèse des théories de la relativité restreinte et de la relativité générale pour l'Encyclopédie mathématique . Voilà ce qu'en dira Einstein dans une lettre du 30 décembre 1921 adressée à Born : En 1921, il obtient son doctorat avec pour sujet l'atome d'hydrogène avec pour mention . Son travail a été perçu comme décevant, mais il montra cependant clairement la limite du modèle de l'atome de Bohr, auquel il travaillera en tant qu'assistant de Max Born à Göttingen entre 1921 et 1922Application de la mécanique celeste, en particulier, de la théorie des perturbations, comme Born le présente dans son livre Atomphysik..

Carrière scientifique

Wolfgang Pauli Pendant les années 1922 et 1923, il travailla aux côtés de Niels Bohr à Copenhague. Entre 1923 et 1928, il enseigna à Hambourg avant de partir à ETH de Zurich, où il obtint un poste de professeur de physique théorique. À partir de 1935, il est parti pour les États-Unis, où il occupe des postes de professeur invité, notamment à l'institute for Advanced Study à Princeton durant les années 1935-1936, mais aussi à l'Université du Michigan, en 1931 et 1941, et l'Université Purdue, en 1942. En tant que citoyen allemand (en raison de l'Anschluss), il ne participa pas aux projets scientifique de la guerre. En 1946, il obtient la citoyenneté américaine, mais revient la même année à l'ETH de Zurich, où une place de professeur lui avait été gardée. En 1949, il devient citoyen suisse. Dans les années 50, il retourne régulièrement à Princeton afin de donner des cours en tant que professeur invité. Dans les dernières années de sa vie, il participa à la fondation du CERN. Il meurt le 15 décembre 1958 d'un ulcère gastro-duodénal. Pauli a eu pour assistants : Ralph Kronig, Felix Bloch, Rudolf Peierls, Hendrik Casimir, Markus Fierz, Nicholas Kemmer, Victor Weisskopf, Res Jost. Un de ces étudiants a été Robert Oppenheimer. En 1930, Pauli reçoit la Médaille Lorentz, en 1945, le prix Nobel de physique en hommage à sa formulation du principe d'exclusion. Enfin en 1958, la Médaille Max Planck lui est remise, peu de temps avant son décés.

Œuvres majeures

Pauli a apporté une contribution essentielle à la physique moderne, et plus spécialement au domaine de la mécanique quantique. Son perfectionnisme le limitait dans ses publications, mais il eut de nombreux échanges épistolaires, avec notamment Bohr, Jordan et Heisenberg, auquel il soumettait souvent son travail avant d'être publié.
- En 1924, Pauli découvrepublié dans Naturwissenschaften 12 le spin du noyau, qui permet d'expliquer la structure hyperfine des spectres atomiques.
- En 1925, il introduitpublié dans Zeitschrift für Physik 31, 1925, p. 765 un nouveau degré de liberté à la mécanique quantique. Ce degré de liberté a été identifié par George Uhlenbeck et Samule Abraham Goudsmit comme étant le spin de l'électron. Pauli formule ensuite son principe d'exclusion qui porte aujourd'hui son nom, postulat fondamental de la physique quantique selon lequel deux électrons, ou plus généralement deux fermions, ne peuvent se trouver dans le même état quantique.
- En 1926, peu de temps après la publication de la représentation matricielle de la mécanique quantique par Heisenberg, Pauli résouddans Zeitschrift für Physik 36, p. 336. l'utilise pour expliquer le spectre de l'atome de l'atome d'hydrogène, qui confirme la théorie de Heisenberg.
- En 1927, Pauli introduitdans Zeitschrift für Physik 43, p. 601, Zur Quantenmechanik des magnetischen Elektrons les matrices de Pauli, pour décrire le spin des électrons.
- En 1930, il fut le premierdans sa lettre ouverte à Lise Meitner et « aux chères Mesdames et Messieurs radioactif ». à postuler l'existence du neutrino pour remédier à la non-conservation apparente de l'énergie au cours des désintégrations β. Il a ainsi contribué de manière fondamentale au développement de la dynamique mésonique. Les preuves expérimentales ne seront obtenues qu'en 1956 par Reines et Cowan.
- En 1940, il donnedans Physical Review 58, p. 716. une démontration générale du théorème spin-statistique dans le cadre de la théorie quantique des champs. À cette occasion, il trouva une justification de son principe d'exclusion.
- En 1949, il trouveReviews of Modern Physics 1949. avec Villars une méthode pour la régularisation des singularités en mécanique quantique des champs. Cette publication fait suite au travail mené avec Heisenberg, Weisskopf, et Jordan, durant les années 30 et 40.
- En 1955, il prouve Pauli, Niels Bohr and the developpement of physics. le théorème de symétrie CPT. La découverte de la violation de parité par l'interaction faible fut un choc pour Pauli.
- Les années suivantes, il se consacra de nouveau à la relativité générale, et notamment à la théorie de Kaluza-Klein

Citations

Sur Pauli

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De Pauli

- Adressée à von NeumannCité dans Alain Connes, Triangle de pensées, Editions Odile Jacob, p.86. :
- Lors d'un séminaire en 1955Cité dans Alain Connes, Triangle de pensées, Editions Odile Jacob, p. 87. :

Bibliographie

Ouvrages sur Pauli

- Charles P. Enz, No time to be brief - A scientific biography of Wolfgang Pauli, Oxford university press, 2002, . Un ouvrage écrit par le dernier assistant de Pauli à Zurich, aujourd'hui professeur à l'université de Genève.
- M. Fierz & V. F. Weisskopf (eds.), Theoretical Physics in the Twentieth Century: A Memorial Volume to Wolfgang Pauli, Interscience, 1960, ASIN B000BKUUYK.
- H. Atmanspacher & H. Primas, Der Pauli-Jung-Dialog und seine Bedeutung für die moderne Wissenschaft, Springer, Heidelberg, 1995.

Œuvres de Pauli

- Wolfgang Pauli ; Theory of relativity, Encyklopädie der Mathematischen Wissenschaften (1921). Traduction anglaise (1958) rééditée par Dover Publications, Inc. (1981) . Ce livre, annoté par l'auteur en 1956 pour la sortie de l'édition anglaise, reste une mine d'informations pour les références historiques.
- Wolfgang Pauli ; General Principles of Quantum Mechanics, Springer-Verlag (1980), . Traduction anglaise d'un article de revue paru à l'origine dans le Handbuch der Physik.
- Wolfgang Pauli ; Pauli lectures, Dover Publications, Inc. , . Cours en 6 volumes donné à la fin des années 1950 à l'ETH de Zurich. Egalements disponibles en volumes séparés :
- Wolfgang Pauli ; Electrodynamics, Dover Publications, Inc. , .
- Wolfgang Pauli ; Optics and the Theory of Electrons, Dover Publications, Inc. ,
- Wolfgang Pauli ; Thermodynamics and the Kinetic Theory of Gases, Dover Publications, Inc. ,
- Wolfgang Pauli ; Statistical Mechanics, Dover Publications, Inc. ,
- Wolfgang Pauli ; Wave Mechanics, Dover Publications, Inc. , ISBN 0-486-41462-0.
- Wolfgang Pauli ; Selected Topics in Field Quantization, Dover Publications, Inc. ,
- Charles P. Enz & Karl von Meyen (eds.) ; Wolfgang Pauli - Writings on physics & philosophy, Springer-Verlag (1994)
- Wolfgang Pauli ; Physique moderne et philosophie, trad. Claude Maillard. Paris, Albin Michel, 1999. (collection : bibliothèque Albin Michel Sciences) . Traduction française de l'ouvrage précédent, hélas sans l'iconographie.
- Wolfgang Pauli ; Le cas Kepler. Paris, Albin Michel, 2002 (collection : bibliothèque Albin Michel Sciences) . Le texte de cette étude sur Kepler de Pauli est précédé d'un essai de Werner Heisenberg intitulé : Les conceptions philosophiques de Wolfgang Pauli.
- Wolfgang Pauli & Carl Gustav Jung ; Correspondance 1932-1958. Paris, Albin Michel, 2000. (collection : bibliothèque Albin Michel Sciences) . Pauli a suivi dans les années trente une cure analytique avec l'un des élèves de Jung, cure dont la série de rêves a été étudiée par Jung lui-même dans : Psychologie et alchimie.

Notes

Références

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Sujets connexes
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