Techniklexikon

Pauli

Biographien, Wolfgang, österreichisch-amerikanischer Physiker, *25.4.1900 Wien, †15.12.1958 Zürich. Nach dem Abitur in seiner Heimatstadt (1918) Physikstudium in München, 1921 Promotion bei A. Sommerfeld, 1921/22 Assistent in Göttingen bei M. Born, 1922/28 in Hamburg (unterbrochen von einem einjährigen Gastaufenthalt am Bohrschen Institut in Kopenhagen), ab 1928 Professor an der ETH Zürich, unterbrochen von Professuren am Institute for Advanced Study in Princeton 1935/36 und 1940/46. 1946 wurde er amerikanischer und 1949 schweizer Staatsbürger.

Pauli gehört zu den bedeutendsten Physikern unseres Jahhrunderts, dem insbesondere die Entwicklung der Quantenmechanik wichtige Impulse verdankt. Er machte bereits kurz nach seinem Gymnasialabschluss mit einem bedeutenden Beitrag zur Allgemeinen Relativitätstheorie auf sich aufmerksam; ebenfalls als Student verfasste er ein Referat über die Relativitätstheorie für die Enzyklopädie der mathematischen Wissenschaften, das 1921 auch als selbständiges Buch erschien und zu einem Klassiker wurde. Nach seiner Rückkehr aus Kopenhagen (1923) lieferte Pauli mit dem Ausschliessungsprinzip die von Bohr gesuchte Erklärung für den Schalenaufbau der Elektronen im periodischen System der Elemente. 1945 wurde ihm dafür der Nobelpreis verliehen. Die 1926 von Pauli zur Erklärung des Paramagnetismus (Pauli-Paramagnetismus, Paulische Spinsuszeptibilität) eingeführten Spin-Matrizen bildeten den Ausgangspunkt für die 1928 durch P.A. Dirac aufgestellte relativistische Wellengleichung des Elektrons. Sie wurde das Vorbild für weitere u. a. auch von Pauli und M. Fierz formulierte Wellengleichungen für Teilchen mit beliebigem Spin, die bereits entdeckte oder noch zu entdeckende Elementarteilchen beschreiben sollten. Die Lösung der Dirac-Gleichung prognostizierte in Übereinstimmung mit dem Pauli-Prinzip auch die Existenz der Positronen (bzw. Antiteilchen), die kurz darauf durch C.D. Anderson und andere zunächst in der Höhenstrahlung entdeckt wurden.

Zusammen mit W. Heisenberg formulierte Pauli die erste Quantentheorie der Wellenfelder, die sowohl das elektromagnetische Feld als auch die den Teilchen zugeordneten Materiewellen einheitlich als quantisierte Feldgrössen behandelt. Bei der Suche nach einer Erklärung der Kernbindungskräfte gab das 1930 von Pauli postulierte und erst 1956 durch F. Reines und C. Cowan entdeckte Neutrino wichtige Anregungen. Pauli hatte dieses wegen seiner grossen Durchdringungsfähigkeit schwer nachweisbare Teilchen zur Aufrechterhaltung des Energie- und Impulserhaltungssatzes beim radioaktiven Betazerfall gefordert. Während der Kriegsjahre zog sich er nach Princeton zurück, wo er zusammen mit Einstein und anderen Emigranten zu den wenigen Physikern gehörte, die in diesen Jahren Grundlagenforschung treiben konnten. Nach seiner Rückkehr nach Zürich 1946 bildete sich hier in seinem Umkreis ein bedeutendes Zentrum der theoretischen Physik. Durch häufige Amerikabesuche und regen wissenschaftlichen Austausch gelang es ihm und seinen Schülern, auch in den europäischen Ländern der Nachkriegszeit die physikalische Forschung neu zu beleben. In seinen beiden letzten Lebensjahren hat sich Pauli an der Weiterbildung einer von Heisenberg vorgeschlagenen Theorie der Elementarteilchen beteiligt. Die Aufdeckung schwerwiegender mathematischer Mängel veranlasste ihn jedoch, sich im April 1958 endgültig von dieser Theorie zu distanzieren.

Fast ebenso bedeutend wie Paulis wissenschaftliche Publikationen sind seine Briefe, mit denen er Einfluss auf die physikalischen Entwicklungen ausübte und in denen er sein allgemeineres wissenschaftliches Gedankensystem niederlegte. 1934 war er mit der Archetypenlehre und der Auffassung über das kollektive Unbewusste des Zürcher Psychologen C. G. Jung in Berührung gekommen. In seinen späteren Jahren hat Pauli versucht, diese Ideen mit seinen physikalischen Auffassungen als psychophysische Ganzheit im Sinne der Bohrschen Komplementarität in Einklang zu bringen.

 

Literatur:

Collected scientific papers by W. Pauli, Hrsg. v. Ralph Kronig/Victor Frederick Weisskopf. 2 Bde., New York 1964;

W. Pauli: Wissenschaftlicher Briefwechsel mit Bohr, Einstein, Heisenberg u.a. Hrsg. v. Karl von Megenn (zum Teil unter Mitwirkung von Armin Hermann und Victor Frederick Weisskopf). Bd. 1: 1919-1929; Bd. 2: 1930-1939; Bd. 3: 1940-1949; Bd. 4.1: 1950-1952; Bd. 4.2: 1953-1954. New York/Heidelberg/Berlin 1979-99; W. P. und C. G. Jung. Ein Briefwechsel 1932-1958. Hrsg. v. Carl A. Meier. Berlin 1992.

Theoretical Physics in the Twentieth Century. A Memorial Volume to Wolfgang Pauli. Ed. by M. Fierz and V.F. Weisskopf, New York 1960;

Charles P. Enz/Karl von Meyenn (Hrsg.): W. Pauli - Das Gewissen der Physik. Braunschweig/Wiesbaden 1988.

Pauli, Wolfgang