Поль дирак биография кратко

Обновлено: 05.07.2024

Англичанина Поля Дирака (1902-1984) часто называют величайшим физиком-теоретиком XX века. И на это есть причины — именно он вывел уравнение, позволяющее описать электрон (уравнение Дирака), а также открыл (точнее, переоткрыл, но об этом чуть ниже) антиматерию. За свои научные достижения в 1933 году он получил Нобелевскую премию по физике, ученому на тот момент был всего 31 год.

Уравнение Дирака

Поль Дирак разработал теорию, которая объединила принципы квантовой механики, используемые для описания субатомного мира на очень маленьких расстояниях, с законами относительности Эйнштейна, утверждающими, что ничего не движется быстрее света. Благодаря сложным математическим вычислениям ученому удалось соединить эти разрозненные теории и вывести уравнение. Когда однажды Дирака спросили, что он думает о своем открытии, ученый ответил:

Уравнение Дирака объясняет, как ведут себя очень быстрые электроны на маленьких расстояниях при движении со скоростью, близкой к скорости света, а также предсказывает их магнитные свойства.

По сути, уравнение Дирака содержало в себе решение проблемы с отрицательными энергиями. Физик-теоретик утверждал, что не только электрон имеет свою античастицу, но и все остальные частицы тоже, за исключением истинно нейтральных — фотонов (частицы, которые переходят в себя при зарядовом сопряжении, то есть являются античастицами для самих себя). Так же как протоны, нейтроны и электроны объединяются для образования атомов и материи, так и антипротоны, антинейтроны и антиэлектроны (позитроны) объединяются, образуя антиатомы и антиматерию.

Мысли ученого заставили его предположить, что где-то в далеком безграничном космосе может существовать антимир и даже антивселенная.

Антиматерия

Как мы уже знаем, антиматерия — это материя, состоящая из античастиц. При соединении вещества и антивещества образуются высокоэнергетические гамма-кванты, которые способны выделять большое количество энергии. Ученые пока пытаются синтезировать только атомы антивещества, и даже его грамм будет получен еще очень не скоро. Да и физики точно не знают, где вещество и антивещество “сталкивать”. Нет таких условий на Земле, в которых это было бы возможно.

Тем не менее сегодня люди научились использовать для решения некоторых практических задач самую распространенную и относительно легко получаемую античастицу — позитрон.

Одно из применений позитроны нашли в медицине для диагностики рака.

Существуют радиоактивные ядра, испускающие позитроны, которые, вылетев из ядра атома, мгновенно аннигилируют (один из видов превращений элементарных частиц, происходящий при столкновении частицы с античастицей), с электронами из соседних атомов, превращаясь в два фотона.

Пациент принимает небольшое количество аналога глюкозы с радиоактивной примесью (доза очень маленькая и не наносит вреда здоровью), глюкозоподобное вещество накапливается в раковых клетках. Именно в опухоли и будет происходить частая электрон-позитронная аннигиляция, а найти точное место в организме, откуда выделяются фотоны, остается технической задачей, причем, это делается бесконтактно: вокруг пациента движется сканирующий прибор, улавливающий фотоны. Этот метод, позволяющий диагностировать и точно определять местоположение опухоли, называется позитронно-эмиссионной томографией.

Мир Поля Дирака

Так изначально гипотетические открытия Поля Дирака приобрели огромное значение и в дальнейшем получили практическое применение. Ученому удалось изменить мир физики, используя метод научного предсказания. Любопытно, что этот метод он старался применять и в реальной жизни. И когда это происходило, очень часто возникали забавные ситуации.

В 1929 году Дирак отплыл из Америки в Японию с немецким физиком-теоретиком Вернером Гейзенбергом. Во время путешествия Гейзенберг проводил вечера, танцуя с девушками, а Дирак озадаченно за этим наблюдал.

Эту историю приводит NewScientist.

Понравился материал? Ставьте лайк и подписывайтесь на наш канал

Смотрите нас на youtube . Еще больше интересных постов на научные темы в нашем Telegram .

Поль Адриен Морис Дирак (1902-1984) — английский физик, один из создателей квантовой механики, иностранный член-корреспондент АН СССР (1931). Разработал квантовую статистику (статистика Ферми — Дирака); релятивистскую теорию движения электрона (уравнение Дирака, 1928 год), предсказавшую позитрон, а также аннигиляцию и рождение пар. Предложил метод вторичного квантования. Заложил основы квантовой электродинамики и квантовой теории гравитации. Нобелевская премия (1933, совместно с Эрвином Шредингером).

Поль Дирак родился 8 августа 1902 года, в Бристоле, графство Глостершир, Англия.

До приезда в Кембридж

Чарлз Адриен Ладислас Дирак, отец будущего великого физика, эмигрировал из Швейцарии в Англию, и к 1902 году он с женой Флоренc и c тремя детьми (у Поля был старший брат и младшая сестра) жили в Бристоле в своем собственном доме. В 1919 году отец и все члены семьи стали подданными Британии.

По-видимому, сыграл положительную роль и тот факт, что школа помещалась в том же здании, что и технический колледж, располагавший хорошими лабораториями.

В 1918 шестнадцатилетний Поль Дирак стал студентом электротехнического факультета Бристольского университета, который также помещался в здании его школы и через три года весьма успешно окончил его. Годы учебы в университете исключительно важны для формирования молодого ученого; здесь, в частности, он познакомился с теорией относительности, которой суждено было сыграть такую большую роль в его дальнейшей работе. Многое он получил и от преподавателя Петера Фрезера, умевшего донести до учеников понимание логической стройности и красоты математики, в частности, геометрии.

Хотя Поль Дирак учился хорошо, как инженер он оказался невостребованным. Попытка получить стипендию в университете в Кембридже также не увенчалась успехом. Только через два года, после новой попытки Дирак получил небольшую стипендию и смог стать аспирантом, и в 1923 году он приехал в Кембридж.

Феерический взлет Поля Дирака

То, что произошло в последующие несколько лет, может показаться чудом. Вчерашний неангажированный инженер, автор всего двух небольших работ по статистической механике, становится всемирно известным физиком-теоретиком, чьи первые же работы превращают его в классика науки и удостаиваются вскоре Нобелевской премии (1933 год).

Почти до последнего дня он остается верен привычке к долгим, как правило — одиноким прогулкам.

В 1932-1933 годах Нобелевскую премию по физике получили три человека, которые фактически взорвали всю физическую науку изнутри. Каждому из них можно и нужно посвящать несколько томов биографии, а не одну, хоть и немалого объема, заметку. Более того, два из трех выполнили свои прорывные работы в таком возрасте, когда некоторые только заканчивают университет, а затем долгие годы работали на высочайшем уровне. Немцу Вернеру Гейзенбергу мы уже посвятили материал, теперь же настала очередь человека, сперва носившего швейцарское, а затем британское подданство, — Поля Дирака. Ну а об австрийце Эрвине Шредингере и его коте мы поговорим в среду.

Поль Адриен Морис Дирак

Родился: 8 августа 1902 года, Бристоль, Великобритания

Умер: 20 октября 1984 года, Таллахасси, Флорида, США

Итак, отец будущего нобелевского лауреата 1933 года переехал из Швейцарии в Туманный Альбион. Здесь, в Бристоле, Шарль преподавал свой родной французский язык и однажды повстречал уроженку Корнуэлла Флоренс Ханну Холтен, капитанскую дочку, работавшую в Центральной библиотеке Бристоля. Плодом их любви стали трое детей: старший — Реджинальд Чарльз Феликс, которого все будут звать просто Феликс; средний — Поль Адриен Морис; младшая — Беатрис Изабель Маргарет, которую все будут звать просто Бетти.

Центральная библиотека Бристоля

Ранние годы

Шарль Дирак и дети оставались швейцарскими подданными аж до 1919 года, когда отец наконец-то натурализовался и стал подданным Его Величества, как и трое Дираков-младших. Интересно, что Шарль требовал от всех, чтобы в семье говорили только по-французски. Видимо, поэтому будущий великий физик предпочитал молчать. И размышлять.

Кстати, именно тогда, в годы учебы Дирака, на мир обрушилась теория относительности. Не математический аппарат, известный физикам с 1905 года, а культурный феномен.

Начало необычайной эпохи

В 1921 году Дирак стал бакалавром электротехники, однако, несмотря на правильные изменения в мышлении нашего героя, которые внесла инженерная специальность, работа инженером Дирака совсем не привлекала. Поэтому, наверное, хорошо, что во время практики на машиностроительном заводе Регби он не очень хорошо себя проявил, а то, как знать, вместо великого физика и нобелевского лауреата мы бы получили среднего машиностроителя или механизатора в британской провинции.

Английский физик Поль Адриен Морис Дирак родился 8 августа 1902 г. в Бристоле в семье уроженца Швеции Чарльза Адриена Ладислава Дирака, учителя французского языка частной школы и англичанки Флоренс Ханни (Хайен) Дирак.

Сначала мальчик посещал коммерческое училище в Бристоле, а со временем изучал электротехнику в Бристольском университете, который закончил 1921 г. со степенью бакалавра наук, захватываясь математикой.

В дальнейшем Поль Дирак проходил курс аспирантуры по математике в колледже Св. Иоанна в Кембридже и 1926 г. защитил докторскую диссертацию. В это время были опубликованы формулирования Вернера Гейзенберга и Эрвина Шредингера по квантовой механике, которые Поль Дирак отстудировал и дал ряд уместных замечаний.

После завершения работ по релятивистской квантовой механике Поль Дирак много путешествует, посещает университеты Японии, СССР и США.

С 1932 г. и до выходу в отставку (1968) он был профессором физики в Кембридже (ту самую кафедру когда-то возглавлял Исаак Ньютон).

1936 г. Дирак женился на Маргит Вигнер, сестрой физика Э.П. Вигнера. У них было две дочери.

1968 г. Поль Дирак был приглашен в Флоридский университет, в котором он оставался профессором до конца жизни.

Дирак был тихим, замкнутым и немногословным человеком. Он предпочитал работать своими силами. Очень любил далекие пешеходные прогулки.

Поль Дирак предполагал возможность существования звезд, которые состоят, главным образом, из позитронов и антипротонов (одни могут принадлежать к одному типу, вторые — к другому), но оба типа звезд должны были бы иметь одинаковые спектры, так, считал ученый, различить их методами современной астрономии было бы невозможно.

Читайте также: