Paul Dirac

	Paul Dirac
	;
Rođenje	8. kolovoza1902.; Bristol,Ujedinjeno kraljevstvo
Smrt	20. listopada1984.; Tallahassee,Florida,SAD
Državljanstvo	Švicarac(1902. – 1919.),; Englez(1919. – 1984.)
Polje	Teorijska fizika
Institucija	Sveučilište u Cambridgeu,; Sveučilište uMiamiju; Državno sveučilište u Floridi
Alma mater	Sveučilište u Bristolu; Sveučilište u Cambridgeu
Istaknuti studenti	Homi Jehangir Bhabha; Fred Hoyle
Poznat po	Spin,; Antimaterijailiantitvar,; Fermi-Diracova statistika,; Magnetski monopol,; Diracova ili reduciranaPlanckova konstanta,; Kvantna elektrodinamika,; Diracova delta-funkcija; Diracove jednadžbe
Istaknute nagrade	Nobelova nagrada za fiziku(1933.); Copleyeva medalja(1952.); ČlanKraljevskog društva
	Portal o životopisima

Paul Dirac,ili punim imenomPaul Adrien Maurice Dirac(Bristol,8. kolovoza 1902.–Tallahassee,Florida,20. listopada 1984.),britanski fizičar.Nakon studijaelektrotehnikeuBristolustudiraoteorijsku fizikuuCambridgeu.Kao poslijediplomski student otkrio 1926. zakonekvantne mehanike,u objašnjenju koje se odlikovalo općenitošću i logičkom jednostavnošću. Glavno je Diracovo znanstveno otkriće kvantna relativistička teorijaelektrona,koju je razvio primjenom idejaEinsteinove teorije relativnostina kvantnu mehaniku. U Diracovoj teoriji elektron je opisan s pomoću četirijuvalnih funkcijakoje su rješenja četiriju diferencijalnih jednadžbi (Diracove jednadžbe). Svako od tih stanja karakterizirano je projekcijomspinana jednukoordinatnu os(moguće su vrijednosti 1/2 i –1/2 u jedinicamaPlanckove konstante) i predznakomenergije(Diracov elektron može imati pozitivnu ili negativnu energiju). Budući da se tada ništa nije znalo o elektronu negativne energije, Dirac je iznio ideju kako objasniti značenje elektrona negativne energije koji je proizlazio iz njegovih jednadžbi: manjak elektrona u jednom od stanja negativne energije odgovarao bi pozitivno nabijenoj čestici koja bi imala istu masu kao elektron. Tu je ideju pokusom potvrdio C. D. Anderson (Carl David Anderson), koji je na fotografijama dobivenima s pomoću maglene komore (Maglena komora) uočio tragove staza (putanja) čestica jednake mase kao što je i elektron, a pozitivnog električnog naboja. Ta je čestica nazvana antielektron ilipozitron.To je prva otkrivena česticaantimaterije.Važna su Diracova otkrića također kvantna teorijazračenjaiFermi-Diracova statistika.Godine 1933. dobio jeNobelovu nagradu za fiziku(zajedno sE. Schrödingerom).^[1]

Životopis

Otac mu je bioŠvicarac,a majkaEngleskinja.Studirao jematematikunaCambridgeu.Tu će i predavati sve do mirovine, u koju odlazi1969. Dirac je1926.,ubrzo nakonNielsa Bohrarazvio opću teorijsku strukturu zakvantnu mehaniku.1928.uspio je stvoriti relativistički oblik teorije, odnosno relativističku kvantnu mehaniku koja je opisivala svojstvaelektronai ispravila neuspjehSchrödingeroveteorije pri objašnjavanjuspina elektrona.Teorijski je zaključio da postoje pozitivno naelektrizirani elektroni koji su nazvanipozitroni.Njihovo postojanje je potvrdio iC. D. Anderson 1932.Susret elektrona i pozitrona dovodi doanihilacije(poništenja) ove dvije antičestice te do oslobađanjaenergijeu obliku dvafotona(gama zračenja). Također, po Diracovoj teoriji i sve druge čestice imaju svoj anti-par ili antičesticu.

1930.Paul Dirac objavljujePrincipe kvantne mehanike(eng.The Principles of Quantum Mechanics), djelo koje je potvrdilo njegov ugledNewtona 20. stoljeća.

Paul Dirac je1933.dobioNobelovu nagradu za fizikukoju je dijelio sErwinom Schrödingerom.

Preminuo je 1984.

Doprinosi

Spin

Podrobniji članak o temi:Spin

Spin(eng.spin: vrtnja), ufizici,jekvantnomehaničkosvojstvo koje nema izravnog podudaranja (analogije) s klasičnimgibanjem,to je kvantunutrašnjiimpuls vrtnje,odnosno vlastitakutna količina gibanja subatomskih čestica.Spin subatomskih čestica poprimakvantiziranevrijednosti:

{\frac {n\cdot \hbar }{2}}

gdje je:ħ- reduciranaPlanckova konstantaili $\hbar ={\frac {h}{2\pi }}$ ,an- je malicijeli broj(0, 1, 2, 3, 4). Za temeljne čestice tvari (leptoneikvarkove) kao i zanukleonei njihove antičestice,nje jednak jedinici te je prema tomu njihov spin ${\frac {\hbar }{2}}$ .Spinfotonai ostalih prijenosnika temeljnih sila (W-bozonai Z-bozona tegluona) je ${\hbar }$ ,spingravitonaje ${2\cdot \hbar }$ ,amezoniHiggsove čestice0.

Spin je otkriven na temeljupokusau kojima suO. SterniW. Gerlachispitivali utjecaj nehomogenogamagnetskoga poljana snopaatoma.Ako atomi imaju vlastitimagnetski moment,nehomogeno magnetsko polje djeluje na njih tako da otklanja snop od početnoga smjera. Stern i Gerlach opazili su da se snop atomasrebrarastavlja na dva snopa simetrična s obzirom na upadni smjer, iako se u atomu srebra nalazi samo jedan elektron u vanjskoj ljusci.G. E. UhlenbeckiS. A. Goudsmitrazjasnili su Stern-Gerlachov pokus 1925. uvođenjem spina elektrona. Elektron se ponaša kao malimagnet,tako da se njegov spinski magnetski moment ili pribraja ili oduzima orbitalnome magnetskom momentu. Odatle razlika između magnetskih momenata identičnih atoma i razdvajanje snopa atoma srebra. Općenito, za dani spinsvektorimpulsa vrtnje precesira oko smjera magnetskoga polja tako da su dopušteni samo oni smjerovi koji odgovaraju projekciji s2s + 1vrijednosti magnetskoga kvantnog broja,m = s, s – 1,..., –s.Ta se pojava naziva prostornom kvantizacijom. Kvantni broj spina poprima samo cijele ili polucijele vrijednosti, a pripadajuće čestice zadovoljavajuBose-Einsteinovu,odnosnoFermi-Diracovu statistikui nazivaju sebozonima,odnosnofermionima.

U relativističkoj teoriji P. A. M. Diraca spin elektrona pojavljuje se kao posljedica geometrijskoga karaktera Diracovih valova. Rješenje Diracove jednadžbe jednostupčane sumatrices četiri retka, koje se nazivaju spinori, a odražavaju invarijantna svojstva natransformacije Lorentzove grupe.Čestice određenog spina opisane su u relativističkoj kvantnoj teoriji poljima određenoga geometrijskoga karaktera. Tako su čestice sa spinom ${\frac {\hbar }{2}}$ opisane spinornim poljima, čestice sa spinom 0 skalarnim, a čestice sa spinom ${\hbar }$ vektorskimpoljima (općenitotenzorskimpoljima za cjelobrojne spinove). Pritom operator kvadrata spina,s²,ima vlastite vrijednosti ${\hbar }^{2}\cdot s\cdot (s+1)$ .^[2]

Antičestice

Podrobniji članak o temi:Antičestica

Općenito se temeljnesubatomske česticemogu podijeliti na prijenosnikesila(baždarne bozone), te na čestice tvari (leptoneikvarkove). Teorija elementarnih čestica pridružuje svakoj čestici i pripadnu nabojno konjugiranu česticu, takozvanu antičesticu. To je shvaćanje potvrđeno 1932. otkrićempozitrona,čestice koja ima sva svojstvaelektrona,ali za razliku od njega ima pozitivnielektrični naboj.Čestica i pripadna antičestica imaju istumasu,spinivrijeme poluraspada,ali suprotanelektrični nabojilimagnetski moment,odnosno okus (e^–i e⁺,neutron i antineutron). Antičestica može biti identična samoj čestici, kao na primjer u slučaju neutralnoga π-mezona (π⁰), dok se u slučaju neutralnoga kaona čestica i antičestica razlikuju ukvarkovskomokusu (stranosti). Općenito, električki neutralne čestice mogu imati antičestice koje se od njih razlikuju u jednom od više kvarkovskih naboja, ili se razlikuju (na primjerneutrino) u smjeruvrtnje.

Izvori

↑Dirac, Paul Adrien Maurice,[1]"Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.
↑spin,[2]"Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.

[1] Dirac, Paul Adrien Maurice,[1]"Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.

[2] spin,[2]"Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.

[1]

[2]