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Paul Dirac

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Paul DiracMedalha Nobel
Paul Dirac
Paul Dirac,ca.1930
Delta de Dirac,equação de Dirac,estatística de Fermi-Dirac,teoria dos buracos,notação Bra-ket
Nascimento Paul Adrien Maurice Dirac
8 de agostode1902
Bristol
Morte 20 de outubrode1984(82 anos)
Tallahassee,Flórida
Residência Reino Unido
Sepultamento Roselawn Cemetery
Nacionalidade Britânico
Cidadania Reino Unido
Progenitores
  • Charles Dirac
Cônjuge Margit Dirac
Alma mater
Ocupação matemático,físico teórico, professor,físico,cientista,acadêmico,educador,professor,engenheiro
Prêmios Nobel de Física(1933),Medalha Real(1939),Medalha Copley(1952),Medalha Max Planck(1952),Medalha Helmholtz(1964),Prêmio Memorial J. Robert Oppenheimer(1969)
Empregador(a) Universidade de Miami,Universidade Estadual da Flórida,Universidade de Cambridge,St John's College
Orientador(a)(es/s) Ralph Fowler
Orientado(a)(s) Sonja Ashauer,Homi Jehangir Bhabha,Harish-Chandra,Fred Hoyle,John Polkinghorne,Dennis William Sciama
Instituições Universidade de Cambridge,Universidade do Estado da Flórida
Campo(s) Matemática,física
Obras destacadas Equação de Dirac,delta de Dirac,estatística de Fermi-Dirac,Férmion de Dirac,pente de Dirac,constante de Dirac,operador de Dirac, Dirac adjoint, Abraham-Lorentz-Dirac force,Teoria dos buracos,medida de Dirac,Dirac spinor, Dirac large numbers hypothesis,Integral completa de Fermi–Dirac,Efeito Kapitsa–Dirac,Dirac bracket
Religião deísmo

Paul Adrien Maurice DiracOMFRS(Bristol,8 de agostode1902–Tallahassee,20 de outubrode1984) foi umfísico teóricoinglês considerado um dos fundadores damecânica quânticae daeletrodinâmica quântica.[1]Ele foi o Lucasian Professor of Mathematics naUniversity of Cambridge,professor de física naFlorida State Universitye naUniversity of Miami,e ganhador doPrêmio Nobel de Físicaem 1933.

Dirac fez contribuições fundamentais para o desenvolvimento inicial damecânica quânticaeda eletrodinâmica quântica.Entre outras descobertas, ele formulou aequação de Diracque descreve o comportamento dosférmionse previu a existência daantimatéria.Dirac dividiu oPrêmio Nobel de Físicade 1933 comErwin Schrödinger"pela descoberta de novas formas produtivas deteoria atômica".[2]Ele também fez contribuições significativas para a reconciliação darelatividade geralcom a mecânica quântica.

Dirac era considerado por seus amigos e colegas como um personagem incomum. Em uma carta de 1926 aPaul Ehrenfest,Albert Einsteinescreveu sobre um artigo de Dirac: "Estou trabalhando duro com Dirac. Esse equilíbrio no caminho vertiginoso entre a genialidade e a loucura é terrível". Em outra carta sobre oefeito Compton,ele escreveu: "Não entendo os detalhes de Dirac de forma alguma".[3]

Carreira[editar|editar código-fonte]

Estudouengenharia elétricanaUniversidade de Bristol,completando o curso em 1921. Em 1923 graduou-se emmatemáticae recebeu uma bolsa de pesquisa noSt John's College,naUniversidade de Cambridge.

Fez contribuições fundamentais para o desenvolvimento damecânica quânticae deeletrodinâmica quântica.Foiprofessor lucasianode Matemática na Universidade de Cambridge e passou os últimos dez anos da sua vida naUniversidade do Estado da Flórida.Entre outras descobertas, formulou aequação de Dirac,que descreve o comportamento dosférmionse que o levou à previsão da existência daantimatéria.

Teoria quântica[editar|editar código-fonte]

O primeiro passo de Dirac em uma nova teoria quântica foi dado no final de setembro de 1925.Ralph Fowler,seu supervisor de pesquisa, recebeu uma cópia de prova de umartigo exploratóriodeWerner Heisenbergna estrutura da velha teoria quântica de Bohr eSommerfeld.Heisenberg apoiou-se fortemente no princípio de correspondência de Bohr, mas mudou as equações para que envolvessem quantidades diretamente observáveis, levando àformulação matricialda mecânica quântica. Fowler enviou o artigo de Heisenberg para Dirac, que estava de férias em Bristol, pedindo-lhe que examinasse o artigo cuidadosamente.[4]

A atenção de Dirac foi atraída para uma misteriosa relação matemática, à primeira vista ininteligível, que Heisenberg havia estabelecido. Várias semanas depois, de volta a Cambridge, Dirac subitamente reconheceu que essa forma matemática tinha a mesma estrutura doscolchetes de Poissonque ocorrem nadinâmica clássicado movimento das partículas.[5]Na época, sua memória dos colchetes de Poisson era um tanto vaga, mas ele achouo Analytical Dynamics of Particles and Rigid BodiesdeET Whittakeresclarecedor.[6]A partir de seu novo entendimento, ele desenvolveu uma teoria quântica baseada em variáveis dinâmicasnão comutativas.Isso o levou à formulação geral mais profunda e significativa da mecânica quântica até hoje.[7]A formulação de Dirac permitiu-lhe obter as regrasde quantizaçãode umamaneira nova e mais esclarecedora.Para este trabalho,[8]publicado em 1926, Dirac recebeu um PhD de Cambridge. Isso formou a base paraa estatística de Fermi-Diracque se aplica a sistemas que consistem em muitas partículas idênticas de spin 1/2 (ou seja, que obedecem aoprincípio de exclusão de Pauli), por exemplo, elétrons em sólidos e líquidos, e importante para o campo de condução emsemicondutores.

Dirac notoriamente não se incomodava comquestões de interpretação na teoria quântica.De fato, em um artigo publicado em um livro em sua homenagem, ele escreveu: "A interpretação da mecânica quântica foi tratada por muitos autores e não quero discuti-la aqui. Eu quero lidar com coisas mais fundamentais."[9]

A equação de Dirac[editar|editar código-fonte]

Em 1928, com base em matrizes de spin 2 × 2 que ele pretendia ter descoberto independentemente do trabalho deWolfgang Pauliem sistemas despinnão relativísticos (Dirac disse aAbraham Pais:"Acredito que obtive essas [matrizes] independentemente de Pauli e possivelmente Pauli as obteve independentemente de mim" ),[10]ele propôs aequação de Diraccomo uma equaçãorelativísticade movimentopara afunção de ondadoelétron.[11]Esse trabalho levou Dirac a prever a existência dopósitron,aantipartículado elétron, que ele interpretou em termos do que veio a ser chamado demar de Dirac.[12]O pósitron foi observado porCarl Andersonem 1932. A equação de Dirac também contribuiu para explicar a origem dospin quânticocomo um fenômeno relativístico.

A necessidade deférmions(matéria) serem criados e destruídos na teoria dodecaimento betadeEnrico Fermiem 1934 levou a uma reinterpretação da equação de Dirac como umaequação de campo"clássica" para qualquerpartícula pontualde spinħ/2, sujeita a condições de quantização envolvendoanticomutadores.Assim reinterpretada, em 1934 porWerner Heisenberg,como uma equação de campo (quântica) que descreve com precisão todas as partículas elementares da matéria – hojequarkseléptons– esta equaçãode campo de Diracé tão central para a física teórica quanto as equações de campo deMaxwell,Yang-MillseEinstein.Dirac é considerado o fundador daeletrodinâmica quântica,sendo o primeiro a usar esse termo. Ele também introduziu a ideia depolarização a vácuono início dos anos 1930. Este trabalho foi fundamental para o desenvolvimento da mecânica quântica pela próxima geração de teóricos, em particularSchwinger,Feynman,Sin-Itiro TomonagaeDysonem sua formulação da eletrodinâmica quântica.

ThePrinciples of Quantum Mechanics,de Dirac, publicado em 1930, é um marco nahistória da ciência.Ele rapidamente se tornou um dos livros didáticos padrão sobre o assunto e ainda é usado hoje. Nesse livro, Dirac incorporou os trabalhos anteriores deWerner Heisenbergsobremecânica matriciale de Erwin Schrödinger sobremecânica ondulatóriaem um único formalismo matemático que associa quantidades mensuráveis a operadores atuando noespaço de vetores de Hilbertque descrevem o estado de umsistema físico.O livro também introduziu afunção delta de Dirac.Após seu artigo de 1939,[13]ele também incluiu anotação de colchetesna terceira edição de seu livro,[14]contribuindo assim para seu uso universal hoje em dia.

Honras[editar|editar código-fonte]

Dirac dividiu o Prêmio Nobel de Física de 1933 comErwin Schrödinger"pela descoberta de novas formas produtivas de teoria atômica".[15]Dirac também recebeu aMedalha Realem 1939 e aMedalha Copleye aMedalha Max Planckem 1952. Ele foi eleito membro daRoyal Societyem 1930,[16]membro daSociedade Filosófica Americanaem 1938,[17]um membro honorário daAmerican Physical Societyem 1948, membro daAcademia Nacional de Ciênciasdos Estados Unidos em 1949,[18][19]um membro daAcademiaAmericana de Artes e Sciênciasem 1950, em 1949 e um homenageado. Ele recebeu oprêmio inaugural J. Robert Oppenheimer Memorialem 1969.[20][21]Dirac tornou-se membro daOrdem do Méritoem 1973, tendo anteriormente recusado otítulo de cavaleiropor não querer ser tratado pelo primeiro nome.[22][23]

Morte[editar|editar código-fonte]

Sepultura de Dirac noRoselawn Cemetery,Tallahassee,Flórida.Também sepultada está sua mulher Manci e a filha Mary Elizabeth Dirac.

Em 1984, Dirac morreu emTallahassee, Flórida,e foi enterrado no Cemitério Roselawn de Tallahassee.[24]A casa da infância de Dirac em Bishopston, Bristol, é comemorada com umaplaca azul,[25]e a vizinha Dirac Road é nomeada em reconhecimento às suas ligações com a cidade de Bristol. Uma pedra comemorativa foi erguida em um jardim emSaint-Maurice, na Suíça,cidade de origem da família de seu pai, em 1º de agosto de 1991. Em 13 de novembro de 1995, um marcador comemorativo, feito deardósiaverde de Burlington e inscrito com aequação de Dirac,foi inaugurado naAbadia de Westminster.[24][26]Oreitor de Westminster,Edward Carpenter, inicialmente recusou a permissão para o memorial, pensando que Dirac era anticristão, mas acabou sendo (ao longo de um período de cinco anos) persuadido a ceder.[27]

Legado[editar|editar código-fonte]

Em 1975, Dirac deu uma série de cinco palestras naUniversidade de New South Wales,que foram posteriormente publicadas como um livro,Directions in Physics(1978). Ele doou os royalties deste livro para a universidade para o estabelecimento daDirac Lecture Series.AMedalha de Prata Dirac para o Avanço da Física Teóricaé concedida pelaUniversidade de New South Walespara comemorar a palestra.[28]

Imediatamente após sua morte, duas organizações de físicos profissionais estabeleceramprêmios anuais em memória de Dirac.OInstitute of Physics,órgão profissional do Reino Unido para físicos, concede a Medalha Paul Dirac por "contribuições notáveis à física teórica (incluindo matemática e computacional)".[29]Os três primeiros destinatários foramStephen Hawking(1987),John Stewart Bell(1988) eRoger Penrose(1989). OCentro Internacional de Física Teóricaconcede a Medalha Dirac do ICTP todos os anos no aniversário de Dirac (8 de agosto).[30]

O Prêmio Dirac-Hellman daFlorida State Universityfoi doado por Bruce P. Hellman em 1997 para recompensar o excelente trabalho em física teórica de pesquisadores da FSU.[31]A Biblioteca de Ciências Paul AM Dirac na Florida State University, que Manci abriu em dezembro de 1989,[32]é nomeada em sua homenagem, e seus artigos são mantidos lá.[33]Do lado de fora está uma estátua dele feita por Gabriella Bollobás.[34]A rua onde está localizado oLaboratório Nacional de Alto Campo Magnéticono Innovation Park de Tallahassee, Flórida, chama-se Paul Dirac Drive. Assim como em sua cidade natal, Bristol, também há uma estrada com seu nome, Dirac Place, emDidcot,Oxfordshire.[35]

A BBC nomeou umcodec de vídeo,Dirac,em sua homenagem. Umasteroidedescoberto em 1983 recebeu o nome de Dirac.[36]A Pesquisa Distribuída utilizando Computação Avançada (DiRAC) e osoftware Diracsão nomeados em sua homenagem.

Publicações[editar|editar código-fonte]

  • The Principles of Quantum Mechanics(1930)
  • Lectures on Quantum Mechanics(1966)
  • Lectures on Quantum Field Theory(1966)
  • Spinors in Hilbert Space(1974)
  • General Theory of Relativity(1975)

Ver também[editar|editar código-fonte]

Referências

  1. ↑Mukunda, N.,Images of Twentieth Century Physics(Bangalore:Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research,2000),p. 9.
  2. ↑«The Nobel Prize in Physics 1933».The Nobel Foundation
  3. ↑Kragh 1990,p. 82] "Dirac verstehe ich im Einzelnen überhaupt nicht (Compton-Effekt)"
  4. ↑Farmelo 2009,pp. 83–88
  5. ↑Farmelo 2009,pp. 83–88
  6. ↑Coutinho, S. C. (1 de maio de 2014).«Whittaker's analytical dynamics: a biography».Archive for History of Exact Sciences(em inglês).68(3): 355–407.ISSN1432-0657.doi:10.1007/s00407-013-0133-1
  7. ↑«Paul Dirac: a genius in the history of physics».Cern Courier.15 de agosto de 2002.Consultado em 13 de maio de 2013
  8. ↑Dirac, Paul A. M. (1926). «On the Theory of Quantum Mechanics».Proceedings of the Royal Society A.112(762): 661–77.Bibcode:1926RSPSA.112..661D.JSTOR94692.doi:10.1098/rspa.1926.0133Acessível livremente
  9. ↑Dirac, "The inadequacies of quantum field theory", in B. N. Kursunoglu & E. P. Wigner, eds.,Paul Adrien Maurice Dirac(Cambridge: Cambridge University Press, 1987), p. 194.
  10. ↑Behram N. Kurşunoğlu; Eugene Paul Wigner (eds.).Reminiscences about a Great Physicist.[S.l.]: Cambridge University Press
  11. ↑Dirac, P. A. M. (1 de fevereiro de 1928). «The Quantum Theory of the Electron».Proceedings of the Royal Society of London A.117(778): 610–24.Bibcode:1928RSPSA.117..610D.doi:10.1098/rspa.1928.0023Acessível livremente
  12. ↑Paul Diracem Nobelprize.org with his Nobel Lecture, December 12, 1933Theory of Electrons and Positrons
  13. ↑P. A. M. Dirac (1939).«A New Notation for Quantum Mechanics».Proceedings of the Cambridge Philosophical Society.35(3): 416.Bibcode:1939PCPS...35..416D.doi:10.1017/S0305004100021162
  14. ↑Gieres (2000). «Mathematical surprises and Dirac's formalism in quantum mechanics».Reports on Progress in Physics.63(12): 1893.Bibcode:2000RPPh...63.1893G.arXiv:quant-ph/9907069Acessível livremente.doi:10.1088/0034-4885/63/12/201
  15. ↑«The Nobel Prize in Physics 1933».Nobel Foundation.Consultado em 31 de maio de 2010
  16. ↑Dalitz, R. H.;Peierls, R.(1986). «Paul Adrien Maurice Dirac. 8 August 1902 – 20 October 1984».Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society.32:137–185.JSTOR770111.doi:10.1098/rsbm.1986.0006Acessível livremente
  17. ↑«APS Member History».search.amphilsoc.org.Consultado em 16 de maio de 2023
  18. ↑«Paul Adrien Maurice Dirac».American Academy of Arts & Sciences(em inglês). 9 de fevereiro de 2023.Consultado em 16 de maio de 2023
  19. ↑«Paul A. Dirac».nasonline.org.Consultado em 16 de maio de 2023
  20. ↑Walter, Claire (1982).Winners, the blue ribbon encyclopedia of awards.[S.l.]: Facts on File Inc.ISBN9780871963864
  21. ↑«Dirac Receives Miami Center Oppenheimer Memorial Prize».Physics Today.22(4): 127. Abril de 1969.doi:10.1063/1.3035512
  22. ↑McKie, Rob (1 de fevereiro de 2009).«Anti-matter and madness».The Guardian.Consultado em 4 de abril de 2013
  23. ↑Farmelo 2009,pp. 403–404
  24. ↑ab«Dirac takes his place next to Isaac Newton».Florida State University.Consultado em 4 de abril de 2013.Arquivado dooriginalem 27 de abril de 2017
  25. ↑Fells, M.,Bristol Plaques(Cheltenham:The History Press,2016),p. 40.
  26. ↑«Paul Dirac».Gisela Dirac.Consultado em 4 de abril de 2013
  27. ↑Farmelo 2009,pp.414–415.
  28. ↑«Dirac Medal awards».University of New South Wales.Consultado em 4 de abril de 2013.Arquivado dooriginalem 12 de abril de 2013
  29. ↑«The Dirac Medal».Institute of Physics.Consultado em 24 de novembro de 2007
  30. ↑«The Dirac Medal».International Centre for Theoretical Physics.Consultado em 4 de abril de 2013
  31. ↑«Undergraduate Awards».Florida State University.Consultado em 4 de abril de 2013.Arquivado dooriginalem 12 de abril de 2013
  32. ↑«Remodelled Dirac Science Library Opened at FSU».Graham Farmelo. 22 de fevereiro de 2015.Consultado em 12 de outubro de 2015
  33. ↑«Paul A.M. Dirac Papers».Florida State University.Consultado em 18 de março de 2021
  34. ↑Farmelo 2009,p. 417
  35. ↑«Dirac Place, Didcot OX11 8TL».Google Maps
  36. ↑«5997 Dirac (1983 TH)».Jet Propulsion Laboratory.Consultado em 9 de janeiro de 2015

Bibliografia[editar|editar código-fonte]

Ligações externas[editar|editar código-fonte]

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1932 — 1969		 Sucedido por
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1933
comErwin Schrödinger		 Sucedido por
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1939
comDavid Keilin		 Sucedido por
Francis Hugh Adam MarshallePatrick Maynard Stuart Blackett
Precedido por
David Keilin		 Medalha Copley
1952		 Sucedido por
Albert Kluyver
Precedido por
James FranckeGustav Ludwig Hertz		 Medalha Max Planck
1952		 Sucedido por
Walther Bothe
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