Paul Dirac

Paul Adrien Maurice Dirac
Vikipedi, özgür ansiklopedi

Doğum: 8 Ağustos 1902, Bristol, İngiltere
Ölüm: 20 Ekim 1984, Tallahassee, Florida, ABD
Milliyeti: İngiliz
Branşı: Fizik, Matematik
Çalıştığı yerler: Cambridge Üniversitesi
Florida Eyalet Üniversitesi
Alma mater: Bristol Üniversitesi
Cambridge Üniversitesi
Doktora hocası: Ralph Fowler
Doktora öğrencileri: Homi Bhabha, Harish Chandra Mehrotra, Dennis Sciama, Behram Kurşunoğlu, John Polkinghorne, Per-Olov Löwdin
Önemli başarıları: Kuvantum fiziği
Aldığı ödüller: 1933 Nobel Fizik Ödülü

Paul Adrien Maurice Dirac (8 Ağustos 1902 – 20 Ekim 1984), İngiliz fizikçi ve matematikçidir. Kuvantum fiziğinin kurucularındandır. Diğer önemli keşiflerinin yanında fermionların davranışını açıklayarak antimaddenin keşfine olanak veren ve kendi adı verilen Dirac eşitliği'ni yaratmıştır. 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'un Felix adında, Mart 1925'te intihar eden bir ağabeyi ve Beatrice adında bir kız kardeşi vardı. 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 Universitesi'ne bağlı bir kuruluştu. Bu o zamanın Birleşik Krallığında genellikle klasikleri öğreten ortaeğitim 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 yapması için bir çağrı aldı. Hayatının uzunca bir kısmı burada geçecekti. Cambridge'deyken, Ralph Fowler'ın yardımlarıyla Bristol'de ilgilenmeye başladığı genel görelilik teoremi ve henüz yeni yeşermekte olan bir dal olan kuvantum fiziği ile ilgilendi.

Orta yaşları

Dirac klasik mekanikte kullanılan Poisson parantezleri metoduyla, kuvantum mekaniği için Werner Heisenberg tarafından yeni önerilen matris mekaniği arasında benzerlikler farketti. Bu gözlem üzerine yaptığı 1926 tarihli yayınla Cambridge'den Ph.D. ünvanını aldı.
1928'de Wolfgang Pauli'nin göreli olmayan spin sistemleri üzerine çalışmasına dayanarak, elektron'un dalga fonksiyonu için göreli bir hareket denklemi olan Dirac denklemi'ni oluşturdu. Bu çalışma Dirac'ın, elektron'un antiparçacığı olan pozitron'un varlığını tahmim etmesine yol açtı. Pozitron Carl Anderson tarafından 1932'de gözlemlendi. Dirac'ın denklemi aynı zamanda spin kavramının görelilik çerçevesine oturtulmasına da yardım etmiştir. Bu çalışması sayesinde Dirac, kuvantum elektrodinamiği terimini ilk kez kullanan ve bu dalı kuran kişi olarak tarihe geçti.
Dirac'ın 1930'da basılan "Kuvantum Mekaniğinin Kuralları" 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 kuvantizasyonunu açıklayacağını kanıtladı. Bu kanıt çok ilgi görse de bugüne kadar bir manyetik tekkutuplunun varlığına dair hiç bir 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 ünvanını 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 kuvantum 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. Kuvantum 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, Florida'daki 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."

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] 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 profesyon 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 Maladyasını düzenledi.
Tallahassee, Florida'daki Ulusal Yüksek Manyetik Alan Laboratuarı'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.
Dirac alçakgönüllülüğüyle de tanınırdı. Kuvantummekaniksel 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."
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 farketti. Aynı zamanda gördüğü ve kendi yarattığı alternatiften başka olasılık olmadığını da kanıtladı.

Önemli Eserleri

Principles of Quantum Mechanics (1930): Bu kitap kuvantum mekaniği kavramlarını büyük kısmını Dirac'ın kendi geliştirdiği modern metodla anlatıyor. Kitabın sonlarına doğru öncülüğünü yaptığı elektronun göreli teorisinden de bahsediyor. Bu eser o zamanlar kuvantum mekaniği üzerine yazılmış hiç bir yayını kaynak göstermemiştir.
Lectures on Quantum Mechanics (1966): Çoğunlukla eğri uzayzaman'da kuvantum mekaniği ile ilgili bir kitap.
General Theory of Relativity (1975): Bu 68 sayfalık eser Einstein'ın genel görelilik teorimini özetliyor.

MsXLabs Üye Girişi