Paul Dirac

Paul Dirac.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Autor: Cambridge University, Cavendish Laboratory, 1930. Public domain.

Ve stejném roce se zapsal na Vysokou školu technickou v Bristolu, kterou po pouhých třech letech studia v roce 1921 absolvoval jako elektrotechnický inženýr. Ve stejném roce začal studovat matematiku na univerzitě v Bristolu a od roku 1923 v Cambridge.

Kvantová teorie

V roce 1925 vydal článek The Quantum Theory of the Electron (Základní rovnice kvantové mechaniky), ve kterém stanovil základní principy kvantové mechaniky. Díky tomu se dalo ukázat, že Heisenbergův a Schrödingerův výklad kvantové mechaniky je stejný. Za tuto práci získal doktorský titul a stal se členem St. John´s College

V roce 1927 pobýval Paul Dirac v Kodani. Podařilo se mu zde vytvořit první model kvantování elektromagnetického pole. Podle kvantové mechaniky volné elektrony v kovu vytvářejí jakýsi plyn, který, jak se ukázalo, se nechová podle zákonů klasické Boltzmannovy statistiky, ale podle zákonů nové, kvantové statistiky od Enrica Fermiho. Úspěch sklízela nová kvantová mechanika, když se pomocí ní podařilo vysvětlit skutečnosti nepochopitelné pro klasickou fyziku, že volné elektrony prakticky nepříspívají k měrnému teplu kovů.

STR a kvantová mechanika

Dirac se pak zabýval sjednocením speciální teorie relativity a kvantové mechaniky. Odvodil přitom a v roce 1928 publikoval relativistickou rovnici elektronu, která byla později po něm pojmenovaná. Zároveň tato rovnice obsahovala teorii pozitronu a jako první dokázala existenci antičástice. Experimentálně existenci pozitronu odhalil v roce 1932 americký fyzik Carl Anderson. Proto také někteří fyzikové měli s přijetím Diracovy teorie problém. Dokonce ani takoví velikán jako byli Lev Landau nebo Wolfgang Pauli s Diracem zpočátku nesouhlasili.

V roce 1929 po pobytu v USA podnikl Paul Dirac cestu kolem světa, společně s Wernerem Heisenbergem, navštívil Japonsko a vrátil se přes Sovětský svaz do Anglie. Pak působil v Cambridge a od roku 1932 zastával funkci Lucasianského profesora matematiky. Na tomto místě zůstal celých 37 roků. Přednášel kapitoly z kvantové mechaniky podle své slavné knihy The principles of quantum mechanics (Principy kvantové mechaniky), která poprvé vyšla v roce 1930. Později pracoval na mnoha dalších univerzitách, např. v Kodani, Göttingen, Leidenu, Wisconsinu, Michiganu, Princetonu a na Florida State University.

Paul Dirac.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.

Úspěch

Relativistická rovnice elektronu později dobyla svět a po Maxwellových rovnicích je to pravděpodobně jedna z nejdůležitějších rovnic fyziky. Paul Dirac získal v roce 1933 za svoji práci Nobelovu cenu za fyziku spolu s Erwinem Schrödingerem. Nejdřív ji chtěl odmítnout, aby se vyhnul publicitě, ale na radu svých kolegů ji nakonec přijal, protože publicita po odmítnutí by byla ještě větší. Mimo tuto cenu se v roce 1930 stal členem anglické Royal Society, která mu udělila v roce 1939 královskou medaili (Royal medal), Copleyovu medaili získal v roce 1952. V roce 1973 obdržel Čestný řád, stal se členem mnoha zahraničních akademií, mezi něž patřila i Papežská akademie věd ve Vatikánu.

Členové Institute of Advanced Study v roce 1947 (zleva doprava): J. Robert Oppenheimer, Paul Dirac and Abraham Pais.
Zdroj: LIFE photo archive hosted by Google [images.google.com/hosted/life]. Autor: Alfred Eisenstaedt. Public domain.

Ještě za pobytu ve Spojených státech se Dirac seznámil s maďarským fyzikem Eugenem Wigńerem a jeho sestrou Margit Balaszovou, se kterou se roku 1937 oženil, měl s ní dvě děti. V průběhu 2. světové války pracoval Dirac ve Velké Británii na problematice oddělení izotopů uranu. Roku 1968 se odstěhoval do Spojených států. V roce 1971 byl zvolen čestným členem ústavu fyziky (Honorary Fellow of the Institute of Physics). Jakožto žijící legenda působil Paul Dirac nejen na univerzitě v Miami, ale na univerzitách po celém světě.

Paul Dirac se svou manželkou v Kopenhagen v roce 1963.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Under Creative Commons.

Poslední roky strávil Paul Dirac ve Spojených státech, na Floridské univerzitě v Tallahassee. Zde také v roce 1984 zemřel. O devět let později byly jeho ostatky převezeny do Velké Británie, aby byly s náležitými poctami uloženy v hrobce králů a největších osobností Anglie ve Westminster Abbey v Londýně. Slavnostní řeč přednesl Stephen Hawking, který řekl: „Dirac víc než kdokoli jiný v tomto století, snad s výjimkou Einsteina, přispěl k rozvoji fyziky, jež zcela změnila náš pohled na vesmír.“

Použité zdroje

[1] JÁCHIM, F. Paul Adrien Maurice Dirac – spolutvůrce kvantové mechaniky. Matematika Fyzika Informatika: časopis pro výuku na základních a středních školách, květen 2002, roč. 11, č. 9, s. 572–574. ISSN 1210–1761.

[2] PARDY, M. Paul Adrien maurice Dirac (8. 8. 1902 – 20. 10. 1984). Pokroky matematiky, fyziky a astronomie, 2004, č. 4.

[3] TESAŘÍK, B. Fyzikální zákon musí mít matematickou krásu. Matematika Fyzika Informatika: časopis pro výuku na základních a středních školách, říjen 2002, roč. 12, č. 2, s. 122–123. ISSN 1210–1761.

[4] WEINLICH, R. Laureáti Nobelovy ceny za fyziku. 1. vydání. Olomouc: ALDA, 1998. ISBN 80–85600–47–1.

[5] Dějiny matematiky a fyziky v obrazech, pátý soubor. Redigoval Jaroslav Folta. 1. vydání. Praha: Jednota československých matematiků a fyziků, 1989. ISBN 80–7015–012–2.

[6] Encyklopedická edice, listy, fyzici. ISBN 80–860–44–05–X.