İçeriğe atla

Paul Dirac

Kontrol Edilmiş
Paul Adrien Maurice Dirac
Doğum8 Ağustos 1902
Bristol, İngiltere
Ölüm20 Ekim 1984 (82 yaşında)
Tallahassee, Florida, ABD
Milliyetİngiliz
Mezun olduğu okul(lar)Bristol Üniversitesi
Cambridge Üniversitesi
Ödüller 1933 Nobel Fizik Ödülü
Kariyeri
DalıTeorik fizik, Matematik
Çalıştığı kurumlarCambridge Üniversitesi
Florida Eyalet Üniversitesi
Doktora
danışmanı		Ralph Fowler
Doktora öğrencileriHomi Bhabha
Harish Chandra Mehrotra
Dennis Sciama
Behram Kurşunoğlu
John Polkinghorne
Per-Olov Löwdin

Antimadde

İmha
Kurumlar
    • ALPHA Collaboration
    • ATHENA
    • ATRAP
    • CERN
    • RHIC

Paul Adrien Maurice Dirac (d. 8 Ağustos 1902 – ö. 20 Ekim 1984), İngiliz teorik fizikçi ve matematikçi. Kuantum mekaniğinin kurucularındandır. Fermiyonların davranışını açıklayarak antimaddenin keşfine olanak veren ve kendi adı verilen Dirac denklemi ile tanınır. Dirac, 1933 Nobel Fizik Ödülü'nü Erwin Schrödinger ile paylaşmıştır.

Hayatı

Gençlik yılları

Paul Dirac; İngiltere'nin Bristol kentinde, Bishopston kasabasında doğdu ve büyüdü. Babası Charles Dirac, İsviçre'nin Valais kantonundan gelmiş bir göçmendi ve geçimini Fransızca öğretmenliği yaparak sağlıyordu. Annesi Cornwall'luydu ve bir denizcinin kızıydı. Paul'ün Felix adında, Mart 1925'te intihar eden bir ağabeyi ve Beatrice adında bir kız kardeşi vardı.[1] Babasının sert ve otoriter tavırları yüzünden çocukluk yılları pek de neşeli geçmemişti. Eğitimine Bishop Road İlkokulunda başladı, daha sonra da babasının öğretmenlik yaptığı Merchant Venturers' Teknik Kolejine (daha sonra adı Cotham Gramer Okulu olarak değişti) devam etti. Merchant Venturers' ağırlıklı olarak fen ve çağdaş diller eğitimi veren Bristol Üniversitesi'ne bağlı bir kuruluştu. Bu, o zamanın Birleşik Krallık'ında genellikle klasikleri öğreten ortaöğretim kurumlarıyla karşılaştırıldığında ilginçti ve Dirac daha sonra buna çok müteşekkir olduğunu açıklayacaktı.

Dirac Bristol Üniversitesi'nde elektrik mühendisliği okudu ve 1921'de mezun oldu. Daha sonra asıl ilgilendiği konunun matematik olduğunu anlayarak 1923'te Bristol'de matematik yüksek eğitimini tamamladı ve St John's College, Cambridge'de araştırma yapmak üzere burs aldı. Hayatının uzunca bir kısmı burada geçecekti. Cambridge'deyken, Ralph Fowler'ın yardımlarıyla Bristol'de ilgilenmeye başladığı genel görelilik teorisi ve henüz yeni yeşermekte olan bir dal olan kuantum fiziği ile ilgilendi.

Orta yaşları

Dirac klasik mekanikte kullanılan Poisson parantezleri metoduyla, kuantum mekaniği için Werner Heisenberg tarafından yeni önerilen matris mekaniği arasında benzerlikler fark etti.[1] Bu gözlem üzerine yaptığı 1926 tarihli yayınla Cambridge'den Ph.D. unvanını aldı.

1928'de Wolfgang Pauli'nin göreli olmayan spin sistemleri üzerine çalışmasına dayanarak, elektronun dalga fonksiyonu için göreli bir hareket denklemi olan Dirac denklemi'ni oluşturdu. Bu çalışma Dirac'ın, elektronun antiparçacığı olan pozitronun varlığını öngörmesine yol açtı.[2] Pozitron Carl Anderson tarafından 1932'de gözlemlendi.[2] Dirac'ın denklemi aynı zamanda spin kavramının görelilik çerçevesine oturtulmasına da yardım etmiştir. Bu çalışması sayesinde Dirac, kuantum elektrodinamiği terimini ilk kez kullanan ve bu dalı kuran kişi olarak tarihe geçti.

Dirac'ın 1930'da basılan Kuantum Mekaniğinin İlkeleri (The Principles of Quantum Mechanics, Oxford Science Publications, Oxford University Press) isimli kitabı bilim tarihinde bir mihenk taşıdır. Basıldıktan hemen sonra konuyu öğretmek için kullanılan standart kitap haline geldi ve bugün hala kullanımdadır. Bu kitapta Dirac Werner Heisenberg'in “Matrix Mekaniği”nde ve Erwin Schrödinger'in “Dalga Mekaniği”'nde yaptığı çalışmaları, ölçülebilir değerler ile fiziksel sistemin durumunu betimleyen vektörlerin Hilbert uzayına etki eden operatörleri ilişkilendirdirerek tek çatı altında topladı. Kitapta daha sonra evrenselleşecek olan bra-ket notasyonu ismi verilen notasyonu ve Dirac delta fonksiyonunu da ilk kez kullandı.

1931'de Dirac tek bir manyetik tekkutuplunun varlığının elektriksel yükün kuantizasyonunu açıklayacağını kanıtladı. Bu kanıt çok ilgi görse de bugüne kadar bir manyetik tekkutuplunun varlığına dair hiçbir bilgi edinilemedi.

1937'de Eugene Wigner'ın kızkardeşi Margit ile evlendi. Margit'in iki çocuğu Judith ve Gabriel'ı da evlat edindi. Ayrıca Margit'ten Mary Elizabeth ve Florence Monica isimlerinde iki kızı oldu.

İleri yaşları

Dirac 1932'den 1969'a kadar Cambridge'de Matematik Lucasian Profesörlüğü onursal unvanını elinde tuttu. II. Dünya Savaşı sırasında gaz santrifujü kullanarak uranyum zenginleştirme üzerine teorik ve deneysel çalışmalar yürüttü. 1937'de Dirac büyük sayıları hipotezi üzerine kurulu kozmolojik modelini geliştirdi. Dirac, "İyi bir teori olarak kabul ettiğimiz kuantum teorisinde sonsuzlukları ihmal ediyor olmamız beni çok rahatsız ediyor. Bu mantıklı değil. Mantıken matematikte bir değeri çok küçük olduğu için ihmal edersiniz, sonsuz büyüklükte olduğu ve onu istemediğimiz için değil." diye yazmıştı. Kuantum alan teorisinde ortaya çıkan sonsuzluklarla başa çıkmak için kullanılan renormalizasyon yaklaşımından hiç memnun değildi ve bu konudaki çalışmaları gitgide ana akımın dışında kalmaya başladı. Büyük kızı Mary'ye yakın olmak için Florida'ya taşındıktan sonra Dirac hayatının son on yılını Tallahassee, Floridadaki Florida Eyalet Üniversitesi'nde geçirdi.

Öğrencilerinden John Polkinghorne Dirac'a temel inancının ne olduğunun sorulduğunu hatırlıyor. "Tahtaya yürüdü ve doğa kanunlarının güzel denklemlerle ifade edilmesi gerektiğini yazdı."[3]

Ölümü ve sonrası

1984'te Dirac Tallahassee, Florida'da öldü. 1997'de Florida Eyalet Üniversitesi'nde son doktora öğrencilerinden Dr.Bruce Hellman teorik fizikteki önemli çalışmaları ödüllendirmek için Dirac'ın adına Dirac-Hellman ödülü'nü başlattı. Aynı zamanda Uluslararası Teorik Fizik Merkezi de Dirac ödülü adında bir ödül vermeye başladı. 1995'te Londra'daki Westminster Abbey'de onuruna hazırlanan, üzerinde Dirac denkleminin olduğu bir plaka Stephen Hawking'in konuşmasıyla açıldı. Babasının memleketi olan İsviçre Saint-Maurice'te tren istasyonun karşısına, Dirac onuruna bir hatıra parkı yapıldı.

Ödüller

Paul Dirac 1933'te Nobel Fizik Ödülü'nü "atom teorisinin yeni üretken biçimlerini keşfinden dolayı" Erwin Schrödinger ile paylaştı. [1]16 Mayıs 2012 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. Dirac 1939'da Kraliyet Madalyası ve 1952'de Copley Madalyası ve Max Planck Madalyası'nı da aldı.

1930'da Royal Society, 1948'de American Phsical Society üyesi seçildi.

Ölümünden hemen sonra iki önemli fizik kurumu adına ödül düzenledi. Birleşik krallığın profesyonel fizikçilerinden oluşan Fizik enstitüsü adına Paul Dirac Madalyası'nı düzenledi. Bu madalyayı alan ilk üç kişi 1987'de Stephen Hawking, 1988'de John Bell ve 1989'da Roger Penrose oldu. Abdus Salam Uluslararası Teorik Fizik Merkezi (ICTP) ICTP her sene Dirac'ın doğumgününde verilen Dirac Madalyasını düzenledi.

Tallahassee, Florida'daki Ulusal Yüksek Manyetik Alan Laboratuvarı'nın bulunduğu caddeye Paul Dirac Drive ismi verildi. İngiliz yayın kuruluşu BBC video codec'ini Dirac olarak adlandırdı. Popüler bir TV dizisi olan Doctor Who'daki Adric karakterinin adı da Dirac'a gönderme yaptı. (Adric Dirac'ın anagramıdır).

Kişiliği

Dirac arkadaşları arasında sakin ve titiz kişiliği ile tanınırdı. Niels Bohr yazdığı bir bilimsel makaledeki cümlenin sonunu bir türlü tamamlayamadığından şikayet ettiğinde Dirac, "Bana okulda asla sonunu bilmediğim bir cümleye başlamamayı öğrettiler" diye yanıtlamıştı. [] SSCB'yi ziyaret ettiği sıra fizik felsefesi üzerine bir konferans düzenlemek üzere bir davet aldı. Sadece kalkıp tahtaya "Fizik kanunları matematiksel güzellik ve basitliğe sahip olmalıdır" yazdı. [] Şiir hakkındaki görüşleri sorulduğunda "Bilimde insan daha önce kimsenin bilmediği bir şeyi herkesin anlayabileceği şekilde anlatmaya çalışır. Şiirde durum tam tersidir." []

Eugene Wigner (Dirac'ın eniştesi) bir keresinde Richard Feynman'ı "başka bir Dirac, ama bu sefer insan" diye tanımlamıştır.[4] Paul Dirac'ın içe dönük yapısı, otizmli olabileceğini düşündürür. Biyografisini yazan Graham Farmelo kitabında bu konuyu ayrıntılı olarak aktarır.[1]

Dirac alçakgönüllülüğüyle de tanınırdı. Kuantum mekaniksel operatörlerin zamanda gelişimi hakkındaki denklemi ilk yazan kendisi olduğu halde "Heisenberg hareket denklemi" ismini vermiştir. Birçok fizikçi yarım spinli parçacıklar için Fermi-Dirac istatistikleri ismini kullanırken, tam sayı spinli parçacıklar için Bose-Einstein istatistikleri tanımını kullanır. Dirac verdiği bir konferansta ilkine "Fermi istatistikleri" isminin verilmesinde ısrar etmiştir. Diğerinin de "Einstein istatistikleri" olarak adlandırılmasını istemiştir ve sebebi sorulduğunda "simetri" yüzünden olduğunu belirtmiştir. []

Wolfgang Pauli, Dirac'ın dini görüşleri üzerine bir soru sorulduğunda "Eğer Dirac'ı doğru anladıysam, anlatmaya çalıştığı şey şuydu: Tanrı yoktur ve Dirac onun elçisidir."[5]

Dirac bir keresinde örgüde kullanılan "ters dikiş"i yeniden keşfetmişti. Bir arkadaşıyla fizik hakkında konuşurken, arkadaşının karısını örgü örerken görmüştü. Daha sonra ilmeğin topolojisini inceleyerek bunu yapmanın bir yolu daha olduğunu fark etti. Aynı zamanda gördüğü ve kendi yarattığı alternatiften başka olasılık olmadığını da kanıtladı. []

Önemli eserleri

  • The Principles of Quantum Mechanics (1930): Bu kitap kuantum mekaniği kavramlarını büyük kısmını Dirac'ın kendi geliştirdiği modern metotla anlatıyor. Kitabın sonlarına doğru öncülüğünü yaptığı elektronun göreli teorisinden de bahsediyor. Bu eser o zamanlar kuantum mekaniği üzerine yazılmış hiçbir yayını kaynak göstermemiştir.
  • Lectures on Quantum Mechanics (1966): Çoğunlukla eğri uzay-zamanda kuantum mekaniği ile ilgili bir kitap. Dirac'ın 1964'te New York'ta Yeshiva University'de verdiği derslerin notlarından derlenmiştir.
  • General Theory of Relativity (1975): Bu 68 sayfalık eser Einstein'ın genel görelilik teoremini özetliyor. Dirac'ın Florida State University'de verdiği ders notlarından derlenmiştir.

Ayrıca bakınız

Kaynakça ve Notlar

  • The Second Creation: makers of the revolution in twentieth century physics Robert P. Crease ve Charles C. Mann, 1986 Macmillan Publishing, New York, 1996 (genişletilmiş baskı), Rutgers University Press.
  • QED and the men who made it: Dyson, Feynman, Schwinger, and Tomonaga Silvan S. Schweber, Princeton University Press, 1994.
  • "Paul Adrien Maurice Dirac"19 Ağustos 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
  1. ^ a b c Farmelo, Graham. Paul Dirac, İşbankası Kültür Yayınları, İstanbul: 2013. Çev. Zeynep Alpar
  2. ^ a b Close, Frank. Antimadde. Boğaziçi Üniversitesi Yayınevi, İstanbul: 2015, çeviren: Zeynep Alpar
  3. ^ John Polkinghorne. 'Belief in God in an Age of Science' s2
  4. ^ Oppenheimer'ın Birge'e yazdığı mektuptan. Silvan S. Schweber, "QED and the men who made it" (1994), Princeton University Press, sayfa 373 ve 649.
  5. ^ Werner Heisenberg, "Parça ve Bütün (1969), Çev. Ayşe Atalay, Düzlem Yayınları (1990)

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Werner Heisenberg</span> Alman teorik fizikçi (1901–1976)

Karl Werner Heisenberg, Alman teorik fizikçi. Kendi ismiyle anılan Belirsizlik İlkesi'ni buldu. Atom yapısı bilgisine katkılarından dolayı 1932 yılında Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü.

Katı hâl fiziği, yoğun madde fiziğinin geniş bir dalı olup şekli değiştirilemez maddelerle veya katılarla ilgilenir. Katı hâl fiziği teorisinin ve araştırmalarının en önemli konuları kristallerdir. Çünkü bir kristalin atomları genellikle düzenli (periyodik) dizildiğinde matematiksel modeli daha kolay çıkartılabilir. Bu düzenli yapıya da kristalin karakteristiği denir. Katı hâl fiziğinde genellikle kristallerin incelenmesinin diğer bir nedeni de elektrik, magnetik, optik ve mekanik özelliklerinin çeşitli mühendislik alanları için önemli olmasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Erwin Schrödinger</span> Avusturyalı fizikçi (1887-1961)

Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger, Avusturyalı fizikçi ve bilim kuramcısıydı. Schrödinger, kuantum mekaniğinin kurucularından biri olarak kabul edilir. Atom teorisinin yeni, üretken işlevlerinin keşfedilmesine yaptığı katkılar için 1933'te Paul Dirac ile birlikte Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü.

Schrödinger denklemi, bir kuantum sistemi hakkında bize her bilgiyi veren araç dalga fonksiyonu adında bir fonksiyondur. Dalga fonksiyonunun uzaya ve zamana bağlı değişimini gösteren denklemi ilk bulan Erwin Schrödinger’dir. Bu yüzden denklem Schrödinger denklemi adıyla anılır. 1900 yılında Max Planck'ın ortaya attığı "kuantum varsayımları"nın ardından, 1924'te ortaya atılan de Broglie varsayımı ve 1927'de ortaya atılan Heisenberg belirsizlik ilkesi bilim dünyasında yeni ufukların doğmasına sebep olmuştur. Bu gelişmeler Max Planck'ın kuantum varsayımları ve Schrödinger'in dalga mekaniği ile birleştirilerek kuantum mekaniğini ortaya çıkarmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Pozitron</span>

Pozitron, elektronun karşı parçacığı olan artı yüklü leptondur.

<span class="mw-page-title-main">Max Born</span> Alman-İngiliz fizikçi ve matematikçi (1882–1970)

Max Born kuantum mekaniğinin gelişmesinde etkili olan Alman matematikçi ve fizikçi. Kuantum fiziği dışında katı hâl fiziği ve optiğe katkıda bulunmuş ve 1920-30'larda önemli fizikçilerin çalışmalarının denetimini yapmıştır. Born, yaptığı "Kuantum Mekaniği'nin temelini araştırma, özellikle dalga fonksiyonunun istatistiksel yorumlanması üzerine" adlı çalışması ile 1954 yılında Nobel Fizik Ödülü'nü almıştır.

Her şeyin kuramı (HŞK), bilinen tüm fizik fenomenlerini bağlayan, onları tümüyle açıklayan ve yürütülen herhangi bir deneyin sonucunu prensipte tahmin edebilen kuramsal fizikte farazi bir kuramdır. Kuram; kuvvetli etkileşim, elektromanyetik etkileşim, zayıf etkileşim ve kütleçekim etkileşimi olmak üzere dört temel etkileşimden hareket ederek bu etkileşimler için gerekli olan değiş tokuş bozonlarını da her bir etkileşim türü için farklı özellikleri ile söz konusu sınıflandırmaya dahil eden standart modelin aslında ortak bir çatı altında toplanabileceği fikrinden yola çıkmıştır. Elektromanyetik ve zayıf etkileşimin Abdus Salam, Sheldon Glashow ve Steven Weinberg tarafından kısmen birleştirilmesi bazı umutlar doğurduysa da, aradan geçen zamana rağmen deneyleri ve kuramları tatmin edecek nitelikte yeni birleştirimler henüz sağlanamamıştır.

<span class="mw-page-title-main">Kuantum mekaniği</span> atom altı seviyede çalışmalar yapan bilim dalı

Kuantum mekaniği veya kuantum fiziği, atom altı parçacıkları inceleyen bir temel fizik dalıdır. Nicem mekaniği veya dalga mekaniği adlarıyla da anılır. Kuantum mekaniği, moleküllerin, atomların ve bunları meydana getiren elektron, proton, nötron, kuark, gluon gibi parçacıkların özelliklerini açıklamaya çalışır. Çalışma alanı, parçacıkların birbirleriyle ve ışık, x ışını, gama ışını gibi elektromanyetik ışınımlarla olan etkileşimlerini de kapsar.

<span class="mw-page-title-main">Kuantum alan teorisi</span> hareketli parçacık sistemlerinin kuantizasyonuyla ilgilenen parçacık mekaniğiyle benzer olarak, alanların hareketli sistemlerine parçacık mekaniğinin uygulamasıdır

Kuantum Alan Teorisi (METATEORİ); Klasik Birleşik Alan (KAT) Teorilerini, Özel Görekliliği (SRT), Kuantum mekaniği (KM) teorilerini tek bir teorik çerçeve altında toplayan bir üst teoridir.

Matematiksel fizik, matematik ve fizik arasındaki alakayla ilgilinen bilimsel disiplindir. Matematiksel fiziğin neyi içerip içermediği ile ilgili tam bir mutabakat yoktur. Ancak Journal of Mathematical Physics konuyla ilgili bir tanım yapar: Matematiğin fiziksel sorunlara uygulanması ve fiziksel kuramlar için matematiksel yöntemlerin uygunluğunun geliştirilmesi.

Kuantum kütleçekim kuramsal fiziğin bir dalı olup doğanın temel kuvvetlerinden üçünü tanımlayan kuantum mekaniği ile dördüncü temel kuvveti kütleçekimin kuramı olan genel göreliliğini birleştireceği düşünülen bir kuramdır.

<span class="mw-page-title-main">Satyendra Nath Bose</span> Hint matematikçi ve fizikçi (1894–1974)

Satyendra Nath Bose, Royal Society üyesi Hint matematikçi ve fizikçi.

<span class="mw-page-title-main">Kopenhag yorumu</span> fizikçi Niels Bohrun oluşturduğu kuantum mekaniği ile ilgili görüşler ve ilkeler dizisi

Kopenhag yorumu, genel olarak fizikçi Niels Bohr'un oluşturduğu kuantum mekaniği ile ilgili görüşler ve ilkeler dizisi. Makro ve mikro durumların ayrı fiziksel ilkelerle inceleneceğini belirtir. Fizikte gözlemin rolünü öne çıkarmasıyla bir devrim niteliğindedir.

<span class="mw-page-title-main">Peter Higgs</span> İngiliz teorik fizikçi (1929–2024)

Peter Ware Higgs, İngiliz teorik fizikçi.

<span class="mw-page-title-main">Julian Schwinger</span> Amerikalı teorik fizikçi (1918 – 1994)

Julian Seymour Schwinger, Nobel Fizik Ödülü sahibi Amerikalı teorik fizikçi.

Gregor Wentzel, bir Alman fizikçidir.

Kuantum mekaniğinin tarihi modern fizik tarihinin önemli bir parçasıdır. Kuantum kimyası tarihi ile iç içe olan kuantum mekaniği tarihi özünde birkaç farklı bilimsel keşif ile başlar; 1838’de Michael Faraday tarafından elektron demetlerinin keşfi, Gustav Kirchhoff tarafından 1859-60 kışı siyah cisim ışıması problemi beyanı, Ludwig Boltzmann’ın 1877 yılındaki fiziksel bir sistemin enerji seviyelerinin ayrıklardan olabileceği önerisi, 1887 yılında Heinrich Hertz’in fotoelektrik etkiyi keşfetmesi ve Max Planck’ın 1900 yılında ileri sürdüğü, herhangi bir enerji yayan atomik sisteminin teorik olarak birkaç farklı “enerji elementi” ε (epsilon) ne bölünebilmesi, bu enerji elementlerinden her birinin frekansına ν orantılı olması ve ayrı ayrı enerji üretebilmesi hipotezi, aşağıdaki formülle gösterilmiştir;

<span class="mw-page-title-main">Walter Heitler</span> Alman fizikçi

Walter Heinrich Heitler kuantum elektrodinamiği ve kuantum alan kuramı konularına katkıda bulunmuş Alman fizikçidir. Değerlik bağlanma teorisi ile, kimyayı kuantum mekaniğinin içine sokmuştur.

<span class="mw-page-title-main">David M. Dennison</span> Amerikan fizikçi

David Mathias Dennison kuantum mekaniği, spektroskopi ve moleküler yapı fiziğine katkıda bulunmuş Amerikan fizikçidir.

Parçacık fiziğinde, kuantum alan teorisinin tarihi, 1920’lerin sonlarında elektromanyetik alanın kuantizesiyle çalışan Paul Dirac tarafından oluşturulması ile başlar. Teorideki başlıca gelişmeler 1950’lerde gerçekleşti ve bu gelişmeler kuantum elektrodinamiğinin (KED) başlangıcına neden oldu. KED çok başarılıydı ve “doğaldı”, çünkü aynı temel kavramları doğanın diğer kuvvetlerinde kullanılabilmek için yapılan denemeleri içeriyordu. Bu denemeler, parçacık fiziğinin modern standart modelini üreten güçlü ve zayıf nükleer kuvvetleri ayar kuramının uygulamasında başarılı olmuştu.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.