jueves, 25 de noviembre de 2010

Wolfgang Ernst Pauli



Físico teórico estadounidense de origen austriaco, conocido por su trabajo sobre la teoría del espín. Hijo de Wolfgang Joseph Pauli, médico de descendencia judía y profesor de la universidad de Viena, y de Berta Camilla Schütz. Pauli fue bautizado en la fe católica y, su segundo nombre, se lo dieron en honor a su padrino Ernst Mach.

Pauli asistió en sus años de escolaridad al Gymnasium Döblinger en Viena, graduandose en su licenciatura secundaria con la distinción en 1918. Solamente dos meses después de la graduación, él publicó su primer artículo sobre la teoría de la relatividad general de Einstein. Sus estudios superiores los cursó en la universidad Ludwig-Maximilian de München, donde tuvo como su profesor guía a Somermerfeld. Con una tesis sobre la teoría cuántica del hidrógeno molecular ionizado, se doctoró en física en el año 1921.
En ese entonces, Sommerfeld le pidió a Pauli que revisara la versión de la relatividad publicada en la enciclopedia alemana Encyklopaedie der mathematischen Wissenschaften. Dos meses después de recibir su doctorado, Pauli terminó el trabajo que constituía de 237 páginas. Einstein lo elogió por ello, y fue publicado como una monografía que se ha constituido, hasta ahora, en una referencia estándar sobre el tema.
Inmediatamente después de su graduación como doctor en física, Pauli fue a trabajar a la universidad de Göttigen como ayudante de Max Born. Luego, al año siguiente, trabajó con Niels Bohr en el Instituto de Física de Copenhague. Desde esa estadía en Copenhague, Pauli fue un admirador y un amigo de por vida de Niels Bohr ; y Bohr dio siempre la mayor importancia a los consejos científicos y a las crítica de Pauli. En el año 1923, fue nombrado docente de la cátedra de física teórica en la universidad de Hamburgo, puesto que desempeñó hasta 1928. Durante este período, Pauli participó activamente en el desarrollo de la teoría moderna de la mecánica cuántica. Entre sus aportes de esa época, se encuentran el principio de exclusión – su primer descubrimiento importante en la física atómica– y la teoría no-relativista del espín.
Según el principio de exclusión de Pauli, los electrones (que son pequeñas partículas cargadas eléctricamente que hormiguean alrededor del núcleo atómico) no pueden solaparse uno sobre otro, se excluyen mutuamente, y si se intenta presionar a dos electrones en la misma órbita para que se unan, se repelen. Esta fuerza de repulsión no se debe al hecho de que las cargas eléctricas correspondientes de los electrones se repelan, sino que se trata de una fuerza de repulsión completamente nueva, mucho más fuerte que la electromagnética. Esta nueva fuerza, llamada «fuerza de intercambio» sólo puede comprenderse basándose en la teoría cuántica y no existe nada análogo a ella en la física clásica. Su existencia al nivel atómico es lo que impide que se colapsen las nubes electrónicas que rodean los núcleos atómicos.

Entre los años 1924 y 1927, Pauli desempeñó un importante papel en el desarrollo de la mecánica cuántica. Aunque Heisenberg fue el primero en descubrir su formalismo, muchos físicos han tenido la impresión y, aún la mantienen, que tanto Pauli como Bohr jugaron un rol inspirativo fundamental en él (véase el libro de Henry). Después de que el formalismo fuera creado en 1925-1926, Pauli aplicó las nuevas ideas a importante casos, como el de la molécula del hidrógeno. La simplicidad del espectro de esta molécula era inexplicable a través de las teorías anteriores, y después de que Pauli formulara la solución para resolver el enigma, la nueva teoría generalmente ha sido aceptada por una gran mayoría de físicos.

En 1928, fue nombrado profesor de la cátedra de física teórica del ETH (Instituto Tecnológico Federal de Zurich) , Suiza . Y, en 1931, lo designaron profesor visitante de la la universidad de Michigan, EE.UU. Luego, en 1935, pasó a ser profesor del Instituto de Estudios Avanzados Princeton, en Nueva Jersey, EE.UU.
En mayo de 1929 , Pauli abandonó el catolicismo y, en diciembre de ese mismo año, se casó con Käthe Margarethe Deppner. Esa unión matrimonial no fue lo esperado por él, ni por su cónyuge, y terminó en divorcio en 1930, menos de un año después de haberse celebrado el matrimonio. A raíz de ese fracaso matrimonial, Pauli sufrió una profunda crisis sicológica y, siguiendo los consejos de su padre, se hizo asistir por el sicoanalista Carl Gustav Jung.


Después del descubrimiento del principio de exclusión y de su rol inspirativo en el desarrollo de la mecánica cuántica, Pauli entrega su tercer gran aporte a la ciencia. En efecto, para explicar el decaimiento beta del radio, en 1932 propone la existencia del «neutrino». Esa partícula, ya casi al final de su vida, fue detectada experimentalmente en 1956.

En 1933, Pauli publicó un artículo titulado "Los principios fundamentales de la mecánica cuántica", para el Handbuch der Physik. Se trató de un trabajo que ha sido ampliamente reconocido como uno de los mejores documentos escritos relacionados con la física cuántica.
Wolfgang Pauli se volvió a casar con Franciska Bertram en 1934. Esta unión duraría para el resto de su vida, pero no tuvo descendencias.


La anexión de Austria a Alemania en 1938 le hizo a ciudadano alemán, lo que le representó serias dificultades cuando estalló la Segunda Guerra Mundial en 1939. Por ello, Pauli se mudó a los Estados Unidos en 1940 , donde él era profesor de física teórica en Princeton. Al finalizar la guerra, en 1945, volvió a Zurich, en donde permaneció por el resto de su vida.

En 1945, recibió el premio Nobel de física, otorgado por su decisiva contribución al descubrir, en 1925, una nueva ley de la naturaleza: «el principio de exclusión o principio de Pauli». Para su nominación al premio, uno de los proponentes fue Albert Einstein.

Wolfgang Ernst Pauli gozaba de una personalidad enérgica, pero a la vez, pintoresca. Todavía son recordadas sus ingeniosas y a menudo sarcásticas críticas para quienes presentaban nuevas teorías de manera poco claras e imperfectas. Pauli ejerció gran influencia en sus alumnos y colegas obligándolos con sus agudas críticas a una comprensión más profunda y clara.

Víctor Weisskopf, un conocido discípulo de Pauli, lo describió apropiadamente como «la conciencia de la física teórica». También Weisskopf recoge el agudo sentido del humor de Pauli en el relato de la siguiente anécdota:
"A las pocas semanas, Pauli me solicitó venir a Zurich. Llegué a la gran puerta de su oficina. Toqué y nadie me contestó. Volví a tocar sin respuesta. Después de cinco minutos dijo, con enojo, '¿Quién es? ¡Entre!' Abrí la puerta, y ahí estaba Pauli -era una gran oficina- al otro lado de la habitación, en su escritorio, escribiendo y escribiendo. Dijo: ¿Quién es? Primero debo terminar el cálculo.' De nuevo me dejó esperando por cerca de cinco minutos y después: ¿Quién es usted?" Soy Weisskopf. "Uhh, Weisskopf, ja, usted es mi nuevo asistente. 'Luego me miró y afirmó, 'Bien, como usted sabe yo quería contratar a Bethe, pero ahora trabaja en estado sólido. El estado sólido no me agrada, aunque he empezado a trabajar en él. Ésta es la razón por la que lo elegí a usted.' En seguida añadí: '¿Qué puedo hacer para usted señor?' y me contestó, 'Le voy a dar a resolver un problema.' Me dio un problema, cierto cálculo, y me dijo, 'Vaya y trabaje'. Cuando regresé, después de un poco más de 10 días, me dijo, 'Bueno, muéstreme lo que hizo.' Se lo enseñé. Me miró y exclamó: '¡Debería haber contratado a Bethe!.

...Pauli falleció el 15 de diciembre de 1958, en la ciudad de Zurich, Suiza.

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