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Paul Dirac

Paul Adrien Maurice Dirac (* 8. August 1902 in Bristol; † 20. Oktober 1984 in Tallahassee) war ein britischer Physiker.

Paul Dirac 1933

Dirac war ein Mitbegründer der Quantenmechanik. 1933 wurde er mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. Eine seiner wichtigsten Entdeckungen ist in der Dirac-Gleichung von 1928 beschrieben, in der Einsteins Spezielle Relativitätstheorie und die Quantenmechanik erstmals zusammengebracht werden konnten. Damit legte er auch die Grundlagen für den späteren Nachweis von Antimaterie.

Leben Bearbeiten

Dirac wurde in Bristol, Gloucestershire, England geboren. Sein Vater Charles Dirac war Schweizer mit Wurzeln im französischsprachigen Saint-Maurice im Wallis; er unterrichtete in Bristol an Diracs Schule das Fach Französisch. Seine Mutter, Florence Holten, war die Tochter eines Seemanns aus Cornwall. Seine Kindheit war infolge des strengen und autoritären Verhaltens des Vaters unglücklich – sein Bruder Felix nahm sich im März 1925 das Leben.

Dirac studierte zunächst 1921 Elektrotechnik in Bristol, wechselte dann zur Mathematik und bekam 1923 ein Stipendium für die Universität Cambridge, wo er bei Ralph Howard Fowler studierte. 1926 schloss er das Studium mit einer Dissertation zur Quantenmechanik ab.

Paul Dirac mit seiner Frau Margit
Juli 1963 in Kopenhagen

Von 1932 bis 1969 war Dirac Professor des Lucasischen Lehrstuhls für Mathematik an der Universität Cambridge. 1934 war er am neu gegründeten Institute for Advanced Study (in Princeton, New Jersey, aber getrennt von der Universität) als Gastprofessor tätig. 1937 heiratete er Margit Wigner (1904–2002), die Schwester des Physikers Eugene Wigner. Margit Wigner brachte dabei aus einer früheren Ehe einen Sohn mit und somit wurde der Mathematiker Gabriel Andrew Dirac Diracs Stiefsohn. Während des Zweiten Weltkriegs arbeitete Dirac an Gaszentrifugen zur Urananreicherung. Ab 1970 war er an der Florida State University in Tallahassee in Florida tätig.

Leistungen Bearbeiten

1925 fand Paul Dirac in seiner Dissertation die klassische Entsprechung der neuen quantenmechanischen Kommutatoren von Heisenberg, Born und Jordan in Form der Poisson-Klammern der klassischen Mechanik. 1926 entwickelte er eine abstrakte Fassung der Quantenmechanik („Transformationstheorie“), die die Matrizenmechanik Heisenbergs und die Wellenmechanik Schrödingers als Spezialfälle enthielt. Somit konnte er unabhängig von Schrödinger die Äquivalenz beider Theorien zeigen. Die klassische Mechanik ergibt sich in seiner Theorie als Spezialfall der Quantenmechanik. Von Dirac stammt auch die Einführung des Wechselwirkungsbilds, das für die Berechnung der zeitlichen Entwicklung zwischen dem Schrödinger- und dem Heisenberg-Bild liegt.

Paul Dirac an der Tafel

1928 stellte er auf Grundlage der Arbeit von Wolfgang Pauli über das Ausschließungsprinzip die nach ihm benannte Dirac-Gleichung auf, bei der es sich um eine relativistische, also auf der speziellen Relativitätstheorie beruhende Wellengleichung 1. Ordnung zur Beschreibung des Elektrons handelt. Dirac fand sie, indem er von der relativistischen Wellengleichung 2. Ordnung von Charles Galton Darwin ausging (einer Weiterentwicklung der Klein-Gordon-Gleichung) und ein wenig mit „Gleichungen herumspielte“, das heißt, er suchte einen Ansatz für eine entsprechende Gleichung 1. Ordnung, die sich nur mit dem Einführen von Spinoren und Dirac-Matrizen gewinnen ließ und deren „Quadrat“ wieder die relativistische Wellengleichung ergibt. Sie lieferte z. B. eine theoretische Erklärung für den anomalen Zeeman-Effekt und die Feinstruktur in der Atomspektroskopie und erklärte den Spin, der bis dahin in der Quantenmechanik als grundlegendes, aber unverstandenes Phänomen bekannt war, als natürliche Folge seiner relativistischen Wellengleichung.

Seine Gleichung erlaubte es Dirac auch, die Löchertheorie zu formulieren und die Existenz des Positrons, des Antiteilchens des Elektrons, vorherzusagen (er scheute aber zunächst vor der öffentlichen Postulierung eines neuen Teilchens zurück und identifizierte das negative Antiteilchen des Elektrons mit dem Proton). Das Positron wurde darauf 1932 von Carl David Anderson als neues Teilchen in kosmischer Strahlung nachgewiesen. Im Dirac-Bild der Quantenfeldtheorie besteht das Vakuum in Analogie zur Festkörperphysik aus einem bis zur Fermigrenze gefüllten Dirac-See von Elektronen. Paarerzeugung im Vakuum ist die Anregung eines Elektrons aus diesem Dirac-See über die Fermigrenze hinaus – das hinterlassene „Loch“ in dem Diracsee ist das Positron.

Sein 1930 veröffentlichtes Buch The Principles of Quantum Mechanics (deutsch Die Prinzipien der Quantenmechanik, 1930) war wegbereitend für den Gebrauch von linearen Operatoren als Verallgemeinerung der Theorien von Heisenberg und Schrödinger („Transformationstheorie“). Mit ihr wurde auch das Deltafunktional (eine spezielle Distribution, auch Diracfunktion oder Deltafunktion genannt) sowie die Bra-Ket-Notation verwendet, in der einen Zustandsvektor im Hilbertraum eines Systems bezeichnet und den zu ihm dualen Vektor. Das oben genannte Lehrbuch blieb bis heute ein Standardwerk und war in Diracs Augen so perfekt, dass er in seinen Vorlesungen einfach daraus vorlas.

Dirac schuf den Begriff des Bosons in Anerkennung der Verdienste von Satyendra Nath Bose um die Quantenstatistik. Er entdeckte unabhängig von Enrico Fermi die Statistik der Fermionen (Fermi-Dirac-Statistik), erkannte aber die Priorität Fermis an.

1931 postulierte er als erster die Existenz eines magnetischen Monopols, also eines Teilchens mit magnetischer Ladung, ähnlich der elektrischen Ladung z. B. beim Elektron. Die Existenz eines solchen Teilchens, das bisher nicht beobachtet wurde, würde die Quantisierung der elektrischen Ladung erklären. Dahinter stecken letztlich topologische Ideen, die hier erstmals in der Quantenmechanik auftauchen.

In seiner „Large number hypothesis“ versucht Dirac – plausibler als ähnliche Versuche Eddingtons – einen Zusammenhang zwischen der Größe der Fundamentalkonstanten und der gegenwärtigen Ausdehnung des Universums zu geben. Daraus ergeben sich Spekulationen über die zeitliche Variation der Naturkonstanten, denen bis heute experimentell nachgegangen wird. Diracs großer Konkurrent auf dem Gebiet quantenmechanischer Formalismen, Pascual Jordan, griff diese Ideen in einer eigenen Theorie der Gravitation mit variabler Gravitationskonstante auf.

In seiner Untersuchung der klassischen Theorie strahlender Elektronen von 1938 tauchten neben „runaway solutions“ auch erstmals Renormierungsideen auf. Das Auftreten divergenter Ausdrücke in der üblichen Renormierungstheorie der Quantenelektrodynamik, die dann in die Definition der „nackten“ Ladung und Masse zum Verschwinden gebracht werden, lehnte er aber zeitlebens ab.

Paul Dirac, Wolfgang Pauli und Rudolf Peierls, 1953 in Birmingham

Dirac ist auch der Erfinder vieler weiterer Formalismen der theoretischen Physik. Beispielsweise stammt von ihm die ursprüngliche Idee zu Pfadintegralen, die als alternativer Zugang zur Quantenmechanik aber erst durch Richard Feynman „ernst genommen“ und ausgebaut wurden. In einer Arbeit aus dem Jahre 1949 erfand er die „light cone quantization“ (Lichtfrontformalismus) der Quantenfeldtheorie, die in der Hochenergiephysik viel verwendet wird. In den 1950er Jahren versuchte Dirac dann, den von ihm postulierten Dirac-See als universellen Äther auszulegen.

Er untersuchte auch ganz allgemein hamiltonsche Systeme mit „constraints“ (Zwangsbedingungen), speziell um einen Zugang zur Quantisierung der Gravitation zu finden. Diese Arbeiten gingen später in der BRST-Formulierung auf. Seine Untersuchung ausgedehnter Systeme in der Quantenfeldtheorie 1962 ist ein Vorläufer der p-branes und bag-Modelle späterer Jahre.

Persönlichkeit Bearbeiten

Dirac war von zurückhaltender Natur. Es machte ihm nichts aus, in Gesellschaft zu schweigen und auf Fragen nur sehr wortkarge, einer strikten Wahrheitsliebe verpflichtete Antworten zu geben, wovon zahlreiche Anekdoten verbreitet waren.

Dirac war überzeugter Atheist. Auf die Frage nach seiner Meinung zu Diracs Ansichten bemerkte Wolfgang Pauli in Anspielung auf das islamische Gottesbekenntnis:

„Wenn ich Dirac richtig verstehe, meint er Folgendes: Es gibt keinen Gott und Dirac ist sein Prophet.“

Ehrungen Bearbeiten

Grabstätte von Paul Dirac und seiner Frau Margit auf dem Roselawn Cemetery, Tallahassee, Florida
Gedenkplatte aus grünem Schiefer in der Westminster Abbey

Im Jahr 1933 erhielt Dirac zusammen mit Erwin Schrödinger den Nobelpreis für Physik „für die Entdeckung einer neuen, nützlichen Form der Atomtheorie“. 1930 wurde er als Mitglied („Fellow“) in die Royal Society gewählt, die ihm 1939 die Royal Medal und 1952 die Copley-Medaille verlieh. 1931 wurde er in die Akademie der Wissenschaften der UdSSR, 1938 in die American Philosophical Society, 1946 in die Royal Society of Edinburgh, 1949 in die National Academy of Sciences und 1950 in die American Academy of Arts and Sciences gewählt. 1952 wurde er mit der Max-Planck-Medaille ausgezeichnet. 1958 wurde er in die Accademia Nazionale dei Lincei in Rom aufgenommen; im gleichen Jahr erfolgte auch die Wahl zum Mitglied der Leopoldina. 1963 wurde er Mitglied (associé étranger) der Académie des sciences. Außerdem verlieh ihm die britische Krone den Order of Merit.

Ihm zu Ehren wird die Dirac-Medaille (ICTP) an Wissenschaftler für herausragende Leistungen verliehen und ebenso die Dirac Medal (UNSW) und die Dirac-Medaille (IOP). Nach Paul Dirac ist auch der Asteroid (5997) Dirac benannt.

Er liegt in Tallahassee begraben, es erinnert aber seit November 1995 ein Stein im Fußboden der Westminster Abbey nahe Newtons Grab an ihn, auf dem auch die Dirac-Gleichung eingemeißelt ist. Der Dean von Westminster Abbey Michael Mayne hatte sich dem lange widersetzt, da Dirac bekennender Atheist war.

Siehe auch Bearbeiten

Werke Bearbeiten

  • The Principles of Quantum Mechanics, Oxford: Oxford University Press, 1958, ISBN 0-19-852011-5 (zuerst 1930, ab 3. Auflage 1947 bra-ket Notation, 4. Aufl.1957)
  • Lectures on quantum mechanics 1966
  • General Theory of Relativity, Princeton: Landmarks in Physics, 1996, ISBN 0-691-01146-X (zuerst 1975)
  • Directions in physics, 1978 (Vorlesungen Australien 1975)
  • Dalitz (Hrsg.) Collected Works of P.A.M.Dirac (1924–1938), Cambridge 1996

Einige Aufsätze:

  • The fundamental equations of quantum mechanics, Proceedings Royal Society, Band 109, 1925, S. 642. doi:10.1098/rspa.1925.0150 (Zusammenhang klassischer Poisson-Brackett mit quantenmechanischer Kommutator)
  • Physical interpretation of quantum dynamics, Proceedings of the Royal Society, Band 113, 1927, S. 621 (Transformationstheorie, seine allgemeine Formulierung der Quantenmechanik)
  • On the theory of quantum mechanics, Proceedings of the Royal Society Band 112, 1926, 661 (Fermi-Dirac und Bose-Statistik)
  • Quantum theory of emission and absorption of radiation (zweite Quantisierung, Grundlagen Quantenfeldtheorie)
  • The quantum theory of the electron (PDF; 685 kB) Proceedings or the Royal Society Band 117, 1928, S. 610–624, Band 118, S. 351 (Diracgleichung, spin)
  • A theory of electrons and positrons, Proceedings of the Royal Society, Band 126, 1930, 360 (Löchertheorie)
  • (Memento vom 19. Februar 2008 im Internet Archive), Proc.Roy.Soc. Band 133, 1931, S. 60 (magnetisches Monopol, Vorhersage Positron)
  • Proceedings Cambridge Philosophical Society, Band 35, 1939, S. 416 (erstmals bra-ket Notation)
  • Proceedings Cambridge Philosophical Society, Band 25, 1929, S. 62 (Dichtematrix, weniger abstrakt als bei John von Neumann)

Literatur Bearbeiten

  • Richard Dalitz, Rudolf Peierls: Paul Adrien Maurice Dirac, 8 August 1902–20 October 1984. In: Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society of London 32. 1986, S. 137–185
  • Helge Kragh: Dirac. Cambridge University Press, Cambridge 1990, ISBN 0-521-38089-8
  • Abraham Pais, Peter Goddard: Paul Dirac: the man and his work. Cambridge University Press, Cambridge 2005, ISBN 0-521-01953-2.
  • Abdus Salam, Eugene Wigner (Hrsg.): Aspects of quantum theory. Cambridge University Press, Cambridge 1972, ISBN 0-521-08600-0. (darin u. a.: Eden, John Polkinghorne: Dirac in Cambridge. Van Vleck: Travels with Dirac in the Rockies. Jagdish Mehra The golden age of theoretical physics: Dirac’s scientific work from 1924–1933)
  • John Gerald Taylor: Tributes to Paul Dirac. A. Hilger, Bristol 1987, ISBN 0-85274-480-3.
  • Graham Farmelo: The Strangest Man: The Hidden Life of Paul Dirac, Quantum Genius. Faber and Faber, London 2009, ISBN 978-0-571-22278-0 (vor allem für seine Dirac Biografie erhielt er 2012 die Kelvin Medal des Institute of Physics)
    • „Der seltsamste Mensch.“ Das verborgene Leben des Quantengenies Paul Dirac. Übersetzung Reimara Rössler. Springer, Heidelberg 2016, ISBN 3-662-49949-5. (2. Aufl. 2018. ISBN 978-3-662-56578-0.)
  • Howard Baer, Alexander Belyaev (Herausgeber): Proceedings of the Dirac Centennial Symposium. University of Florida, Tallahassee 6.–7. Dezember 2002, World Scientific 2003 (unter anderem Monica Dirac über ihren Vater)

Weblinks Bearbeiten

Commons: Paul Dirac – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wikiquote: Paul Dirac – Zitate

Schriften

Video

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Graham Farmelo: Der seltsamste Mensch – Das verborgene Leben des Quantengenies Paul Dirac. 2. Auflage. Springer, Heidelberg 2009, ISBN 978-3-662-56578-0, S. 79, doi:10.1007/978-3-662-56579-7 (englisch: The Strangest Man: The Hidden Life of Paul Dirac, Quantum Genius. Übersetzt von Reimara Rössler).
  2. P.A.M. Dirac: The quantum theory of the electron. In: Proceedings or the Royal Society, Band 117, 1928, S. 610, Band 118, S. 351
  3. Dirac. In: Proc. Roy. Soc., A, 126, 1929, S. 360. Nature, Band 126, 1930, S. 605. Dirac meinte später, damals ging man allgemein davon aus, Elektron und Proton wären die einzigen Elementarteilchen. Robert Oppenheimer, Igor Tamm und Hermann Weyl kritisierten die Identifikation schon 1930 und auch Dirac wandte sich 1931 davon ab und postulierte ein neues Teilchen (Proc. Roy. Soc. A 133, 1931, S. 60). Der Name Positron taucht zuerst 1933 in einer Arbeit von Carl Anderson auf (Physical Review, Band 43, S. 491). Abraham Pais Paul Dirac. Aspects of his life and work, S. 15f, in Pais u. a. Paul Dirac, Cambridge University Press 1998
  4. Proceedings or the Royal Society, A, Band 133, S. 60. Physical Review, Band 74, 1948, S. 817
  5. Nature, Band 139, 1937, S. 323
  6. Proceedings Roal Society, Band 167, 1938, S. 148
  7. Physikalische Zeitschrift der Sowjetunion, Band 3, 1933, S. 64
  8. Reviews of modern physics
  9. P.A.M. Dirac: Is there an Aether? In: Nature, Band 168, 1951, S. 906–907.
  10. P.A.M. Dirac: The Stellung des Aethers in the Physik. In: Naturwissenschaftliche Rundschau, 6, 1953, S. 441–446
  11. P.A.M. Dirac: Quantum mechanics and the aether. In: The Scientific Monthly, 78, 1954, S. 142–146
  12. Proceedings Royal Society, A, Band 268, S. 57
  13. 5997 Dirac (1983 TH9) JPL Small-Body Database Browser
  14. Westminster Abbey, Dirac
  15. Blog des Dirac-Biographen Graham Farmelo
Personendaten
NAME Dirac, Paul
ALTERNATIVNAMEN Dirac, Paul Adrien Maurice (vollständiger Name)
KURZBESCHREIBUNG britischer Physiker, Nobelpreisträger und Mitbegründer der Quantenphysik
GEBURTSDATUM 8. August 1902
GEBURTSORT Bristol
STERBEDATUM 20. Oktober 1984
STERBEORT Tallahassee, Florida, USA
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Veröffentlichungsdatum:
Dirac ist eine Weiterleitung auf diesen Artikel Weitere Bedeutungen sind unter Dirac Begriffsklarung aufgefuhrt Paul Adrien Maurice Dirac 8 August 1902 in Bristol 20 Oktober 1984 in Tallahassee war ein britischer Physiker Paul Dirac 1933Dirac war ein Mitbegrunder der Quantenmechanik 1933 wurde er mit dem Nobelpreis fur Physik ausgezeichnet Eine seiner wichtigsten Entdeckungen ist in der Dirac Gleichung von 1928 beschrieben in der Einsteins Spezielle Relativitatstheorie und die Quantenmechanik erstmals zusammengebracht werden konnten Damit legte er auch die Grundlagen fur den spateren Nachweis von Antimaterie Inhaltsverzeichnis 1 Leben 2 Leistungen 3 Personlichkeit 4 Ehrungen 5 Siehe auch 6 Werke 7 Literatur 8 Weblinks 9 EinzelnachweiseLeben BearbeitenDirac wurde in Bristol Gloucestershire England geboren Sein Vater Charles Dirac war Schweizer mit Wurzeln im franzosischsprachigen Saint Maurice im Wallis er unterrichtete in Bristol an Diracs Schule das Fach Franzosisch Seine Mutter Florence Holten war die Tochter eines Seemanns aus Cornwall Seine Kindheit war infolge des strengen und autoritaren Verhaltens des Vaters unglucklich sein Bruder Felix nahm sich im Marz 1925 das Leben 1 Dirac studierte zunachst 1921 Elektrotechnik in Bristol wechselte dann zur Mathematik und bekam 1923 ein Stipendium fur die Universitat Cambridge wo er bei Ralph Howard Fowler studierte 1926 schloss er das Studium mit einer Dissertation zur Quantenmechanik ab nbsp Paul Dirac mit seiner Frau MargitJuli 1963 in KopenhagenVon 1932 bis 1969 war Dirac Professor des Lucasischen Lehrstuhls fur Mathematik an der Universitat Cambridge 1934 war er am neu gegrundeten Institute for Advanced Study in Princeton New Jersey aber getrennt von der Universitat als Gastprofessor tatig 1937 heiratete er Margit Wigner 1904 2002 die Schwester des Physikers Eugene Wigner Margit Wigner brachte dabei aus einer fruheren Ehe einen Sohn mit und somit wurde der Mathematiker Gabriel Andrew Dirac Diracs Stiefsohn Wahrend des Zweiten Weltkriegs arbeitete Dirac an Gaszentrifugen zur Urananreicherung Ab 1970 war er an der Florida State University in Tallahassee in Florida tatig Leistungen Bearbeiten1925 fand Paul Dirac in seiner Dissertation die klassische Entsprechung der neuen quantenmechanischen Kommutatoren von Heisenberg Born und Jordan in Form der Poisson Klammern der klassischen Mechanik 1926 entwickelte er eine abstrakte Fassung der Quantenmechanik Transformationstheorie die die Matrizenmechanik Heisenbergs und die Wellenmechanik Schrodingers als Spezialfalle enthielt Somit konnte er unabhangig von Schrodinger die Aquivalenz beider Theorien zeigen Die klassische Mechanik ergibt sich in seiner Theorie als Spezialfall der Quantenmechanik Von Dirac stammt auch die Einfuhrung des Wechselwirkungsbilds das fur die Berechnung der zeitlichen Entwicklung zwischen dem Schrodinger und dem Heisenberg Bild liegt nbsp Paul Dirac an der Tafel1928 stellte er auf Grundlage der Arbeit von Wolfgang Pauli uber das Ausschliessungsprinzip die nach ihm benannte Dirac Gleichung auf 2 bei der es sich um eine relativistische also auf der speziellen Relativitatstheorie beruhende Wellengleichung 1 Ordnung zur Beschreibung des Elektrons handelt Dirac fand sie indem er von der relativistischen Wellengleichung 2 Ordnung von Charles Galton Darwin ausging einer Weiterentwicklung der Klein Gordon Gleichung und ein wenig mit Gleichungen herumspielte das heisst er suchte einen Ansatz fur eine entsprechende Gleichung 1 Ordnung die sich nur mit dem Einfuhren von Spinoren und Dirac Matrizen gewinnen liess und deren Quadrat wieder die relativistische Wellengleichung ergibt Sie lieferte z B eine theoretische Erklarung fur den anomalen Zeeman Effekt und die Feinstruktur in der Atomspektroskopie und erklarte den Spin der bis dahin in der Quantenmechanik als grundlegendes aber unverstandenes Phanomen bekannt war als naturliche Folge seiner relativistischen Wellengleichung Seine Gleichung erlaubte es Dirac auch die Lochertheorie zu formulieren und die Existenz des Positrons des Antiteilchens des Elektrons vorherzusagen er scheute aber zunachst vor der offentlichen Postulierung eines neuen Teilchens zuruck und identifizierte das negative Antiteilchen des Elektrons mit dem Proton 3 Das Positron wurde darauf 1932 von Carl David Anderson als neues Teilchen in kosmischer Strahlung nachgewiesen Im Dirac Bild der Quantenfeldtheorie besteht das Vakuum in Analogie zur Festkorperphysik aus einem bis zur Fermigrenze gefullten Dirac See von Elektronen Paarerzeugung im Vakuum ist die Anregung eines Elektrons aus diesem Dirac See uber die Fermigrenze hinaus das hinterlassene Loch in dem Diracsee ist das Positron Sein 1930 veroffentlichtes Buch The Principles of Quantum Mechanics deutsch Die Prinzipien der Quantenmechanik 1930 war wegbereitend fur den Gebrauch von linearen Operatoren als Verallgemeinerung der Theorien von Heisenberg und Schrodinger Transformationstheorie Mit ihr wurde auch das Deltafunktional eine spezielle Distribution auch Diracfunktion oder Deltafunktion genannt sowie die Bra Ket Notation verwendet in der PS displaystyle Psi rangle nbsp einen Zustandsvektor im Hilbertraum eines Systems bezeichnet und PS displaystyle langle Psi nbsp den zu ihm dualen Vektor Das oben genannte Lehrbuch blieb bis heute ein Standardwerk und war in Diracs Augen so perfekt dass er in seinen Vorlesungen einfach daraus vorlas Dirac schuf den Begriff des Bosons in Anerkennung der Verdienste von Satyendra Nath Bose um die Quantenstatistik Er entdeckte unabhangig von Enrico Fermi die Statistik der Fermionen Fermi Dirac Statistik erkannte aber die Prioritat Fermis an 1931 postulierte er als erster die Existenz eines magnetischen Monopols 4 also eines Teilchens mit magnetischer Ladung ahnlich der elektrischen Ladung z B beim Elektron Die Existenz eines solchen Teilchens das bisher nicht beobachtet wurde wurde die Quantisierung der elektrischen Ladung erklaren Dahinter stecken letztlich topologische Ideen die hier erstmals in der Quantenmechanik auftauchen In seiner Large number hypothesis versucht Dirac plausibler als ahnliche Versuche Eddingtons einen Zusammenhang zwischen der Grosse der Fundamentalkonstanten und der gegenwartigen Ausdehnung des Universums zu geben 5 Daraus ergeben sich Spekulationen uber die zeitliche Variation der Naturkonstanten denen bis heute experimentell nachgegangen wird Diracs grosser Konkurrent auf dem Gebiet quantenmechanischer Formalismen Pascual Jordan griff diese Ideen in einer eigenen Theorie der Gravitation mit variabler Gravitationskonstante auf In seiner Untersuchung der klassischen Theorie strahlender Elektronen von 1938 tauchten neben runaway solutions auch erstmals Renormierungsideen auf 6 Das Auftreten divergenter Ausdrucke in der ublichen Renormierungstheorie der Quantenelektrodynamik die dann in die Definition der nackten Ladung und Masse zum Verschwinden gebracht werden lehnte er aber zeitlebens ab nbsp Paul Dirac Wolfgang Pauli und Rudolf Peierls 1953 in BirminghamDirac ist auch der Erfinder vieler weiterer Formalismen der theoretischen Physik Beispielsweise stammt von ihm die ursprungliche Idee zu Pfadintegralen 7 die als alternativer Zugang zur Quantenmechanik aber erst durch Richard Feynman ernst genommen und ausgebaut wurden In einer Arbeit aus dem Jahre 1949 erfand er die light cone quantization Lichtfrontformalismus der Quantenfeldtheorie 8 die in der Hochenergiephysik viel verwendet wird In den 1950er Jahren versuchte Dirac dann den von ihm postulierten Dirac See als universellen Ather auszulegen 9 10 11 Er untersuchte auch ganz allgemein hamiltonsche Systeme mit constraints Zwangsbedingungen speziell um einen Zugang zur Quantisierung der Gravitation zu finden Diese Arbeiten gingen spater in der BRST Formulierung auf Seine Untersuchung ausgedehnter Systeme in der Quantenfeldtheorie 1962 12 ist ein Vorlaufer der p branes und bag Modelle spaterer Jahre Personlichkeit BearbeitenDirac war von zuruckhaltender Natur Es machte ihm nichts aus in Gesellschaft zu schweigen und auf Fragen nur sehr wortkarge einer strikten Wahrheitsliebe verpflichtete Antworten zu geben wovon zahlreiche Anekdoten verbreitet waren Dirac war uberzeugter Atheist Auf die Frage nach seiner Meinung zu Diracs Ansichten bemerkte Wolfgang Pauli in Anspielung auf das islamische Gottesbekenntnis Wenn ich Dirac richtig verstehe meint er Folgendes Es gibt keinen Gott und Dirac ist sein Prophet Ehrungen Bearbeiten nbsp Grabstatte von Paul Dirac und seiner Frau Margit auf dem Roselawn Cemetery Tallahassee Florida nbsp Gedenkplatte aus grunem Schiefer in der Westminster AbbeyIm Jahr 1933 erhielt Dirac zusammen mit Erwin Schrodinger den Nobelpreis fur Physik fur die Entdeckung einer neuen nutzlichen Form der Atomtheorie 1930 wurde er als Mitglied Fellow in die Royal Society gewahlt die ihm 1939 die Royal Medal und 1952 die Copley Medaille verlieh 1931 wurde er in die Akademie der Wissenschaften der UdSSR 1938 in die American Philosophical Society 1946 in die Royal Society of Edinburgh 1949 in die National Academy of Sciences und 1950 in die American Academy of Arts and Sciences gewahlt 1952 wurde er mit der Max Planck Medaille ausgezeichnet 1958 wurde er in die Accademia Nazionale dei Lincei in Rom aufgenommen im gleichen Jahr erfolgte auch die Wahl zum Mitglied der Leopoldina 1963 wurde er Mitglied associe etranger der Academie des sciences Ausserdem verlieh ihm die britische Krone den Order of Merit Ihm zu Ehren wird die Dirac Medaille ICTP an Wissenschaftler fur herausragende Leistungen verliehen und ebenso die Dirac Medal UNSW und die Dirac Medaille IOP Nach Paul Dirac ist auch der Asteroid 5997 Dirac benannt 13 Er liegt in Tallahassee begraben es erinnert aber seit November 1995 ein Stein im Fussboden der Westminster Abbey nahe Newtons Grab an ihn auf dem auch die Dirac Gleichung eingemeisselt ist 14 Der Dean von Westminster Abbey Michael Mayne hatte sich dem lange widersetzt da Dirac bekennender Atheist war 15 Siehe auch BearbeitenDirac Kamm Dirac Spinor Dirac Funktion siehe Delta Distribution Dirac Konstante Diracmass Dirac VerteilungWerke BearbeitenThe Principles of Quantum Mechanics Oxford Oxford University Press 1958 ISBN 0 19 852011 5 zuerst 1930 ab 3 Auflage 1947 bra ket Notation 4 Aufl 1957 Lectures on quantum mechanics 1966 General Theory of Relativity Princeton Landmarks in Physics 1996 ISBN 0 691 01146 X zuerst 1975 Directions in physics 1978 Vorlesungen Australien 1975 Dalitz Hrsg Collected Works of P A M Dirac 1924 1938 Cambridge 1996Einige Aufsatze The fundamental equations of quantum mechanics Proceedings Royal Society Band 109 1925 S 642 doi 10 1098 rspa 1925 0150 Zusammenhang klassischer Poisson Brackett mit quantenmechanischer Kommutator Physical interpretation of quantum dynamics Proceedings of the Royal Society Band 113 1927 S 621 Transformationstheorie seine allgemeine Formulierung der Quantenmechanik On the theory of quantum mechanics Proceedings of the Royal Society Band 112 1926 661 Fermi Dirac und Bose Statistik Quantum theory of emission and absorption of radiation zweite Quantisierung Grundlagen Quantenfeldtheorie The quantum theory of the electron PDF 685 kB Proceedings or the Royal Society Band 117 1928 S 610 624 Band 118 S 351 Diracgleichung spin A theory of electrons and positrons Proceedings of the Royal Society Band 126 1930 360 Lochertheorie Quantized singularities of the electromagnetic field Memento vom 19 Februar 2008 im Internet Archive Proc Roy Soc Band 133 1931 S 60 magnetisches Monopol Vorhersage Positron Proceedings Cambridge Philosophical Society Band 35 1939 S 416 erstmals bra ket Notation Proceedings Cambridge Philosophical Society Band 25 1929 S 62 Dichtematrix weniger abstrakt als bei John von Neumann Literatur BearbeitenRichard Dalitz Rudolf Peierls Paul Adrien Maurice Dirac 8 August 1902 20 October 1984 In Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society of London 32 1986 S 137 185 Helge Kragh Dirac Cambridge University Press Cambridge 1990 ISBN 0 521 38089 8 Abraham Pais Peter Goddard Paul Dirac the man and his work Cambridge University Press Cambridge 2005 ISBN 0 521 01953 2 Abdus Salam Eugene Wigner Hrsg Aspects of quantum theory Cambridge University Press Cambridge 1972 ISBN 0 521 08600 0 darin u a Eden John Polkinghorne Dirac in Cambridge Van Vleck Travels with Dirac in the Rockies Jagdish Mehra The golden age of theoretical physics Dirac s scientific work from 1924 1933 John Gerald Taylor Tributes to Paul Dirac A Hilger Bristol 1987 ISBN 0 85274 480 3 Graham Farmelo The Strangest Man The Hidden Life of Paul Dirac Quantum Genius Faber and Faber London 2009 ISBN 978 0 571 22278 0 vor allem fur seine Dirac Biografie erhielt er 2012 die Kelvin Medal des Institute of Physics Der seltsamste Mensch Das verborgene Leben des Quantengenies Paul Dirac Ubersetzung Reimara Rossler Springer Heidelberg 2016 ISBN 3 662 49949 5 2 Aufl 2018 ISBN 978 3 662 56578 0 Howard Baer Alexander Belyaev Herausgeber Proceedings of the Dirac Centennial Symposium University of Florida Tallahassee 6 7 Dezember 2002 World Scientific 2003 unter anderem Monica Dirac uber ihren Vater Weblinks Bearbeiten nbsp Commons Paul Dirac Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien nbsp Wikiquote Paul Dirac Zitate Informationen der Nobelstiftung zur Preisverleihung 1933 an Paul Dirac englisch Biografie nobel winners com englisch John J O Connor Edmund F Robertson Paul Dirac In MacTutor History of Mathematics archive David Olive Paul Dirac and the pervasiveness of his thinking 2003 arxiv hep th 0304133v1 Interview mit Dirac funf Teile American Institute of PhysicsSchriften Works by P A M Dirac Lucasian Chair Cambridge University archivierte Website The Papers of Professor Paul Dirac Janus University of Cambridge Forms of relativistic Dynamics 1949 The relativistic electron wave equation PDF 488 kB Budapest 1977 preprintVideo Dirac im Gesprach mit Friedrich Hund uber Symmetrie in der Relativitatstheorie Quantenmechanik und Elementarteilchenphysik Institut fur den Wissenschaftlichen Film Gottingen 1982 zur Verfugung gestellt von der TIBEinzelnachweise Bearbeiten Graham Farmelo Der seltsamste Mensch Das verborgene Leben des Quantengenies Paul Dirac 2 Auflage Springer Heidelberg 2009 ISBN 978 3 662 56578 0 S 79 doi 10 1007 978 3 662 56579 7 englisch The Strangest Man The Hidden Life of Paul Dirac Quantum Genius Ubersetzt von Reimara Rossler P A M Dirac The quantum theory of the electron In Proceedings or the Royal Society Band 117 1928 S 610 Band 118 S 351 Dirac In Proc Roy Soc A 126 1929 S 360 Nature Band 126 1930 S 605 Dirac meinte spater damals ging man allgemein davon aus Elektron und Proton waren die einzigen Elementarteilchen Robert Oppenheimer Igor Tamm und Hermann Weyl kritisierten die Identifikation schon 1930 und auch Dirac wandte sich 1931 davon ab und postulierte ein neues Teilchen Proc Roy Soc A 133 1931 S 60 Der Name Positron taucht zuerst 1933 in einer Arbeit von Carl Anderson auf Physical Review Band 43 S 491 Abraham Pais Paul Dirac Aspects of his life and work S 15f in Pais u a Paul Dirac Cambridge University Press 1998 Proceedings or the Royal Society A Band 133 S 60 Physical Review Band 74 1948 S 817 Nature Band 139 1937 S 323 Proceedings Roal Society Band 167 1938 S 148 Physikalische Zeitschrift der Sowjetunion Band 3 1933 S 64 Reviews of modern physics P A M Dirac Is there an Aether In Nature Band 168 1951 S 906 907 P A M Dirac The Stellung des Aethers in the Physik In Naturwissenschaftliche Rundschau 6 1953 S 441 446 P A M Dirac Quantum mechanics and the aether In The Scientific Monthly 78 1954 S 142 146 Proceedings Royal Society A Band 268 S 57 5997 Dirac 1983 TH9 JPL Small Body Database Browser Westminster Abbey Dirac Blog des Dirac Biographen Graham FarmeloTrager des Nobelpreises fur Physik 1901 Rontgen 1902 Lorentz Zeeman 1903 Becquerel M Curie P Curie 1904 Rayleigh 1905 Lenard 1906 J J Thomson 1907 Michelson 1908 Lippmann 1909 Braun Marconi 1910 van der Waals 1911 Wien 1912 Dalen 1913 Kamerlingh Onnes 1914 Laue 1915 W H Bragg W L Bragg 1916 nicht verliehen 1917 Barkla 1918 Planck 1919 Stark 1920 Guillaume 1921 Einstein 1922 N Bohr 1923 Millikan 1924 M Siegbahn 1925 Franck Hertz 1926 Perrin 1927 Compton C T R Wilson 1928 O W Richardson 1929 de Broglie 1930 Raman 1931 nicht verliehen 1932 Heisenberg 1933 Schrodinger Dirac 1934 nicht verliehen 1935 Chadwick 1936 Hess C D Anderson 1937 Davisson G P Thomson 1938 Fermi 1939 Lawrence 1940 1942 nicht verliehen 1943 Stern 1944 Rabi 1945 Pauli 1946 Bridgman 1947 Appleton 1948 Blackett 1949 Yukawa 1950 Powell 1951 Cockcroft Walton 1952 Bloch Purcell 1953 Zernike 1954 Born Bothe 1955 Lamb Kusch 1956 Shockley Bardeen Brattain 1957 Yang T D Lee 1958 Tscherenkow Frank Tamm 1959 Segre Chamberlain 1960 Glaser 1961 Hofstadter Mossbauer 1962 Landau 1963 Wigner Goeppert Mayer Jensen 1964 Townes Bassow Prochorow 1965 Feynman Schwinger Tomonaga 1966 Kastler 1967 Bethe 1968 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