Wolfgang Pauli - Penemu Hukum Alam baru, Prinsip Pengecualian (Prinsip Pauli)

Wolfgang Ernst Pauli 

Lahir: 25 April 1900 Wina, Austria-Hongaria

Meninggal: 15 Desember 1958 (umur 58) Zurich, Swiss

Kewarganegaraan: Swiss

Kebangsaan: Austria

Bidang: Fisika

Institusi: Universitas Göttingen, University of Copenhagen, University of Hamburg, ETH Zurich, Institute for Advanced Study

Alma mater: Ludwig-Maximilians Universitas

Penasihat Doktor: Arnold Sommerfeld

Penasehat akademik lainnya: Max Born

Mahasiswa doktoral: Nicholas Kemmer, Felix Villars

Siswa penting lainnya: Markus Fierz, Sigurd Zienau, Hans Frauenfelder

Dikenal dalam: Prinsip eksklusi Pauli, Pauli-Villars regularisasi, Matriks Pauli, Efek Pauli, Persamaan Pauli, Kelompok Pauli, Tolakan Pauli, 

Pauli-Lubanski pseudovector, Coining 

Mempengaruhi: Ernst Mach Carl Jung

Dipengaruhi: Ralph Kronig

Penghargaan: Medali Lorentz (1931), Penghargaan Nobel dalam Fisika (1945), Matteucci Medal (1956), Max Planck Medal (1958)

Wolfgang Ernst Pauli adalah seorang fisikawan teoritis Austria-Swiss dan salah satu pelopor dari fisika kuantum. Pada tahun 1945, setelah dinominasikan oleh Albert Einstein, ia menerima Penghargaan Nobel Fisika atas "kontribusinya melalui penemuan hukum alam baru, prinsip pengecualian yang kemudian dikenal sebagai prinsip Pauli." Penemuan melibatkan teori berputar, yang merupakan dasar dari teori struktur materi.


Biografi

Pauli lahir di Wina pada 25 April 1900 dari ayah seorang kimiawan, Wolfgang Joseph Pauli ( né Serigala Pascheles, 1869-1955) dan dari ibu, Bertha Camilla Schütz. Nama tengahnya diberikan untuk menghormati seorang fisikawan, Ernst Mach. Kakek-nenek dari pihak ayah Pauli berasal dari tokoh keluarga Yahudi Praha ; kakek buyutnya adalah penerbit Serigala Pascheles Yahudi. Ayah Pauli dikonversi dari Yudaisme ke Katolik Roma tak lama sebelum pernikahannya pada tahun 1899. Ibu Pauli, Bertha Schütz, dibesarkan dalam agama Katolik ibunya sendiri Roman; ayahnya adalah penulis Yahudi Friedrich Schütz. Pauli dibesarkan sebagai seorang Katolik Roma, meskipun akhirnya ia dan orang tuanya meninggalkan Gereja.


Pendidikan

Pauli belajar di Döblinger-Gymnasium di Wina, lulus dengan predikat terbaik pada tahun 1918. Hanya berselang dua bulan setelah lulus, ia menerbitkan makalah pertamanya tentang teori relativitas Albert Einstein. Kemudian ia melanjutkan studi di Ludwig-Maximilians University di Munich, dan menerima gelar Ph.D pada bulan Juli tahun 1921 dengan disertasi mengenai teori kuantum dari molekul hidrogen terionisasi.

Pauli Sommerfeld, pembimbingnya saat meraih gelar doktor, memintanya meninjau teori relativitas untuk Ensiklopedia Ilmu Matematika. Artikel 237 halaman itu akhirnya dipuji oleh Einstein sendiri dan diterbitkan sebagai sebuah monografi yang menjadi standar referensi tentang masalah sampai hari ini. Pauli diangkat menjadi dosen di University of Hamburg pada tahun 1923, Pada tahun 1925 ia memperkenalkan prinsip pengecualian, yang segera membuat memperjelas struktur tabel periodik elemen.

Pada bulan Mei 1929, Pauli meninggalkan Gereja Katolik Roma. Pada bulan Desember tahun itu juga, ia menikahi Käthe Margarethe Deppner namun hanya bertahan satu tahun. Ia menikah lagi pada tahun 1934 dengan Franziska Bertram.


Penelitian Ilmiah

Pauli membuat banyak sumbangan penting dalam karirnya sebagai seorang fisikawan, terutama di bidang mekanika kuantum. Pada tahun 1928 Pauli menjadi profesor fisika teoretis di Federal Institute of Technology, Zurich. Di bawah arahannya, institusi ini menjadi pusat penelitian teori fisika selama tahun-tahun sebelum Perang Dunia II.

Pada akhir tahun 1920an ditemukan bahwa ketika sebuah partikel beta (elektron) dipancarkan dari inti atom, umumnya ada beberapa energi dan momentum yang hilang, ini bertentangan dengan hukum konservasi. Daripada membiarkan hukum-hukum ini harus dibuang, Pauli mengusulkan pada tahun 1931 bahwa energi dan momentum yang hilang terbawa dari inti oleh beberapa partikel (kemudian dinamakan neutrino oleh Enrico Fermi) yang tidak bermuatan dan memiliki massa sedikit, telah hilang tanpa jejak karena berinteraksi dengan materi sehingga kecil kemungkinannya akan dapat terdeteksi. Neutrino akhirnya dapat diamati pada tahun 1956.

Pada tahun 1924 Pauli mengusulkan kebebasan kuantum tingkat baru (atau bilangan kuantum) dengan dua nilai yang mungkin, untuk menyelesaikan inkonsistensi antara spektra molekul dan teori pengembangan mekanika kuantum. Ia merumuskan prinsip eksklusi Pauli, yang menyatakan bahwa tidak ada dua elektron bisa ada di keadaan kuantum yang sama, diidentifikasi oleh empat bilangan kuantum termasuk gelar barunya dua-nilai kebebasan. Ide spin berasal Ralph Kronig. George Uhlenbeck dan Samuel Goudsmit satu tahun kemudian mengidentifikasi gelar baru kebebasan Pauli sebagai elektron berputar.

Pada tahun 1926, tak lama setelah Heisenberg menerbitkan teori matriks modern mekanika kuantum, Pauli menggunakannya untuk memperoleh spektrum diamati dari atom hidrogen. Hasil ini penting dalam mengamankan kredibilitas teori Heisenberg.

Pauli memperkenalkan 2 × 2 matriks Pauli sebagai dasar dari operator spin, sehingga memecahkan teori nonrelativistik spin. Karya ini kadang-kadang dikatakan dipengaruhi Paul Dirac dalam ciptaan-Nya dari persamaan Dirac untuk relativistik elektron, meskipun Dirac menyatakan bahwa ia menemukan matriks yang sama secara independen pada saat itu, tanpa pengaruh Pauli. Dirac menciptakan hal serupa tetapi lebih besar matriks (4x4) berputar untuk digunakan dalam pengobatan relativistik fermion berputar.

Pada tahun 1930, Pauli menganggap masalah peluruhan beta. Dalam surat tanggal 4 Desember, ia mengusulkan adanya partikel netral sampai sekarang tidak teramati dengan massa kecil, tidak lebih besar dari 1% massa proton, dalam memesan untuk menjelaskan spektrum kontinu dari peluruhan beta. Pada tahun 1934, Enrico Fermi memasukkan partikel, yang disebut neutrino, dalam teorinya tentang peluruhan beta. Neutrino pertama kali dikonfirmasi secara eksperimental pada tahun 1956 oleh Frederick Reines dan Clyde Cowan, dua setengah tahun sebelum kematian Pauli. Pada menerima berita itu, ia menjawab dengan telegram: "... Terima kasih untuk Semua  pesan yang datang kepadanya yang tahu bagaimana untuk menunggu Pauli"

Pada tahun 1940, ia membuktikan teorema spin-statistik, hasil penting dari teori medan kuantum yang menyatakan bahwa partikel dengan setengah bilangan bulat spin fermion, sementara partikel dengan bilangan bulat spin boson.

Pada tahun 1949, ia menerbitkan sebuah makalah tentang Pauli-Villars regularisasi : regularisasi adalah istilah untuk teknik yang memodifikasi integral matematika tak terbatas untuk membuat mereka terbatas selama perhitungan, sehingga seseorang dapat mengidentifikasi apakah jumlah intrinsik tak terbatas dalam teori (massa, muatan, fungsi gelombang) membentuk satu set terbatas dan karenanya dihitung yang dapat didefinisikan ulang dalam hal nilai-nilai eksperimental mereka, yang kriteria disebut renormalization, dan yang menghilangkan terhingga dari teori medan kuantum, tetapi juga penting memungkinkan perhitungan koreksi orde tinggi dalam teori perturbasi.

Pauli membuat kritik terhadap sintesis modern dari biologi evolusioner dan pengagum kontemporer menunjuk ke mode warisan epigenetik sebagai mendukung argumennya.


Kematian

Pada tahun 1958, Pauli dianugerahi medali Max Planck. Pada tahun yang sama, ia jatuh sakit akibat kanker pankreas. Ketika asisten terakhirnya, Charles Enz, mengunjunginya di rumah sakit Rotkreuz di Zurich, Pauli bertanya: "Apakah Anda melihat nomor kamar ini?" Ini adalah nomor 137, kata sang asisten. Secara kebetulan, sepanjang hidupnya Pauli telah disibukkan dengan pertanyaan mengapa struktur konstan, sebuah konstanta dasar berdimensi, memiliki nilai hampir sama dengan 1/137. Pauli meninggal di ruangan itu pada tanggal 15 Desember 1958.

Wolfgang Ernst Pauli  meninggal pada 15 Desember 1958 (umur 58) di Zurich, Swiss. (Sumber: Wikipedia)