Paul Dirac

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Paul Adrien Maurice Dirac
Medaglia del Premio Nobel Nobel per la fisica 1933

Paul Adrien Maurice Dirac (Bristol, 8 agosto 1902Tallahassee, 20 ottobre 1984) è stato un fisico e matematico britannico.

Premio Nobel per la Fisica nel 1933, come fisico teorico viene annoverato tra i fondatori della fisica quantistica.

Biografia[modifica | modifica wikitesto]

Nacque a Bristol, in Inghilterra da una famiglia di origine svizzera, formata dal padre Charles, insegnante di francese, dalla madre Florence, figlia di un comandante di vascello e da altri due fratelli. Ricevette una educazione rigida e dura a causa delle tendenze autoritarie del padre, però evidenziò sin da piccolo una ottima predisposizione per la matematica e alla età di 12 anni si iscrisse al Merchant Venturers Technical College, una scuola moderna di indirizzo tecnico-scientifico. Successivamente si iscrisse all'Engineering College dell'Università di Bristol per compiere studi di Ingegneria elettrica culminati con la laurea ottenuta nel 1921.

Ottenne il PhD a Cambridge dopo un corso di studio di matematica applicata e di fisica teorica nel 1926. Dopo un periodo nelle università americane, diventò professore di matematica a Cambridge nel 1932.

Nel 1926 sviluppò una formalizzazione della meccanica quantistica basata sull'algebra non commutativa di operatori. Nello stesso anno contribuì a formulare la Statistica di Fermi-Dirac, relativa ai fermioni.

Nel 1928, partendo dai lavori di Pauli su sistemi non relativistici con spin, in una serie di articoli, derivò l'equazione che prese il suo nome e che descriveva l'elettrone da un punto di vista relativistico; il tutto partendo dall'invarianza relativistica, sviluppando una teoria di grande semplicità.

Questo permise a Dirac, nel 1930, di predire l'esistenza del positrone, avente la stessa massa e carica dell'elettrone, ma di segno opposto (soluzioni a energia negativa della sua equazione). Questo aprì tutta una serie di ricerche sull'esistenza dell'antimateria e il positrone fu osservato in seguito da Carl David Anderson nel 1932, tramite studi sui raggi cosmici.

I suoi Principi di Meccanica Quantistica, pubblicati nel 1930, introdussero gli operatori lineari come generalizzazione delle teorie di Heisenberg e Schrödinger. Introdusse anche la notazione bra-ket, in cui  \left|y \right\rangle indica il vettore di stato (vettore colonna) nello spazio di Hilbert di un sistema, mentre  \left\langle y \right| denota il vettore coniugato (vettore riga). Introdusse anche la distribuzione nota come delta di Dirac. Ipotizzò la presenza di un'altra particella, ribattezzata il monopolo magnetico, dotato di una carica magnetica isolata.

Negli anni successivi si occupò di teorie di campo e soprattutto cercò di formulare le equazioni più adatte per l'elettrodinamica quantistica; a tal proposito nel 1938 ideò un modello relativistico classico dell'elettrone nel tentativo di rinvigorire quello proposto da Lorentz. Un altro risultato ottenuto da Dirac fu il formalismo "bracket" che consentì di inserire nella meccanica quantistica la matematica degli spazi vettoriali.

Nel 1933 ricevette il premio Nobel assieme a Schrödinger per "la scoperta di nuove forme della teoria atomica".

Seppur considerato uno scapolo predestinato, nel 1937 si sposò con Margit Wigner, sorella del fisico magiaro Eugene Wigner.[1] Tra le sue passioni, vanno annoverati i viaggi e le passeggiate in montagna.

Intorno agli anni settanta, Dirac ritornò sui suoi studi cosmologici, per rinverdire i suoi modelli e le sue teorie, come quella dei grandi numeri "puri", ovverosia adimensionali e unici significativi in natura, che deriverebbero dall'unione delle costanti fondamentali (gravità, Planck, velocità della luce, massa e carica delle particelle subatomiche).

Più di qualunque altro fisico contemporaneo, assegnò al concetto di "bellezza matematica" un ruolo preminente tra gli aspetti fondamentali intrinseci alla natura fino al punto di sostenere che "una teoria includente una bellezza matematica ha più probabilità di essere giusta e corretta di una sgradevole che venga confermata dai dati sperimentali".[1]

Dirac era noto per un aspetto curioso della sua personalità, l'estrema riluttanza a parlare. I suoi colleghi a Cambridge avevano coniato il dirac, una presunta unità di misura della loquacità: un dirac, nelle loro intenzioni, valeva l'emissione di una parola ogni ora[2]

Negli ultimi anni della sua vita, Dirac insegnava all'Università statale della Florida. Morì a Tallahassee. In suo onore fu istituito il Premio Dirac.

Onorificenze[modifica | modifica wikitesto]

Membro dell'Ordine al Merito del Regno Unito - nastrino per uniforme ordinaria Membro dell'Ordine al Merito del Regno Unito
Membro della Royal Society - nastrino per uniforme ordinaria Membro della Royal Society

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b P.A.M.Dirac e la bellezza della fisica", di R.Corby Hovis e Helge Kragh, pubbl. su "Le Scienze (Scientific American), num.299, luglio 1993, pag.76-82
  2. ^ Farmelo, 2009, p. 89

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • Helge Kragh, A Scientific Biography, Cambridge University Press, 1990
  • Jagdish Nehra e Helmut Rechenberg, The Historical Development of Quantum Theory, Vol.4, Part.1:The Fundamental Equations of Quantum Mechanics, 1925-1926, Springer-Verlag, 1982
  • Graham Farmelo, The Strangest Man: the Life of Paul Dirac, Londra, Faber and Faber, 2009, ISBN 0-465-01827-0, OCLC 426938310.

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