Paul Dirac

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

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

Biografia[modifica | modifica wikitesto]

Nacque da una famiglia di origine svizzera, formata dal padre Charles, insegnante di francese, dalla madre Florence e da altri due fratelli. Ricevette un'educazione rigida a causa delle tendenze autoritarie del padre.

Dimostrò sin da piccolo un'ottima predisposizione per la matematica e all'età di dodici anni si iscrisse al Merchant Venturers Technical College, una scuola moderna di indirizzo tecnico-scientifico. Si iscrisse poi all'Engineering College dell'Università di Bristol, dove conseguì la laurea in ingegneria elettrica nel 1921. Successivamente ottenne il PhD a Cambridge in matematica applicata e 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 sui sistemi non relativistici con spin, in una serie di articoli derivò l'equazione che descrive l'elettrone da un punto di vista relativistico e che prese il suo nome, sviluppando una teoria di grande semplicità. Questo, attribuendo con sorprendente intuizione un significato fisico alle soluzioni a energia negativa della sua equazione, gli permise nel 1930 di predire l'esistenza del positrone, avente la stessa massa dell'elettrone e stessa carica elettrica, ma di segno opposto. Tale previsione aprì tutta una serie di ricerche sull'esistenza dell'antimateria ed il positrone fu effettivamente individuato nei raggi cosmici da Carl David Anderson nel 1932.

lI suo testo Principi di Meccanica Quantistica, pubblicato nel 1930, introdusse gli operatori lineari come generalizzazione delle formalizzazioni di Werner Heisenberg e Erwin Schrödinger. Introdusse anche la distribuzione nota come delta di Dirac e ipotizzò la presenza di un'altra particella, ribattezzata monopolo magnetico, dotata di una carica magnetica isolata.

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

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 l'introduzione della notazione bra-ket (in cui  \left|y \right\rangle indica il vettore di stato, o vettore colonna, nello spazio di Hilbert di un sistema, mentre  \left\langle y \right| denota il vettore coniugato, o vettore riga), che consentì di inserire nella meccanica quantistica la matematica degli spazi vettoriali.

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, unici significativi in natura, che deriverebbero dall'unione delle costanti fondamentali (gravità, costante di Planck, velocità della luce, massa e carica delle particelle subatomiche). Negli ultimi anni di vita insegnò all'Università statale della Florida.

Più di qualunque altro fisico suo 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] In suo onore fu istituito il Premio Dirac.

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.

Anedottica[modifica | modifica wikitesto]

Dirac era noto per un aspetto curioso della personalità, l'estrema riluttanza a parlare. I suoi colleghi a Cambridge avevano istituito ironicamente il "Dirac", come unità di misura della loquacità: un dirac valeva l'emissione di una parola ogni ora.[2]

Onorificenze[modifica | modifica wikitesto]

Membro dell'Ordine al Merito del Regno Unito - nastrino per uniforme ordinaria Membro dell'Ordine al Merito del Regno Unito
— 17 aprile 1973
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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