Paul Adrien Maurice Dirac (
8 Ağustos 1902 -
20 Ekim 1984),
İngiliz fizikçi,
matematikçi ve
kuvantum fiziği dalının kurucusu. Diğer önemli keşiflerinin yanında
fermionların davranışını açıklayarak
antimaddenin keşfine olanak veren ve kendi adı verilen
Dirac eşitliği'ni yaratmıştır. Dirac
1953 Nobel Fizik Ödülü'nü
Erwin Schrödinger ile paylaşmıştır.
Hayatı
Gençlik yılları
Paul Dirac
İngilterenin
Bristol kentinde,
Bishopston kasabasında doğdu ve büyüdü. Babası Charles Dirac
İsviçre'nin
Valais kantonundan gelmiş bir göçmendi ve geçimini
Fransızca öğretmenliği yaparak sağlıyordu. Annesi
Cornwallluydu ve bir denizcinin kızıydı. Paul'un Felix adında, Mart 1925'te intihar eden bir ağabeyi ve Beatrice adında bir kız kardeşi vardı. Babasının sert ve otoriter tavırları yüzünden çocukluk yılları pek de neşeli geçmemişti. Eğitimine Bishop Road İlkokulunda başladı, daha sonra da babasıın öğretmenlik yaptığı Merchant Venturers' Teknik Kolejine (daha sonra adı
Cotham Gramer Okulu olarak değişti) devam etti. Merchant Venturers' ağırlıklı olarak fen ve çağdaş diller eğitimi veren Bristol Universitesine bağlı bir kuruluştu. Bu o zamanın
Birleşik Krallığında genellikle
klasikler'i öğreten ortaeğitim kurumlarıyla karşılaştırıldığında ilginçti ve Dirac daha sonra buna çok müteşekkir olduğunu açıklayacaktı.
Dirac
Bristol Üniversitesi'nde
elektrik mühendisliği okudu ve
1921'de mezun oldu. Daha sonra asıl ilgilendiği konunun matematik olduğunu anlayarak
1923'te Bristol'de matematik yüksek eğitimini tamamladı ve
St John's College, Cambridge'de araştırma yapması için bir çağrı aldı. Hayatının uzunca bir kısmı burada geçecekti.
Cambridge'deyken,
Ralph Fowler'ın yardımlarıyla Bristol'de ilgilenmeye başladığı
genel görelilik teoremi ve henüz yeni yeşermekte olan bir dal olan
kuvantum fiziği ile ilgilendi.
Orta yaşları
Dirac
klasik mekanikte kullanılan
Poisson parantezleri metoduyla,
kuvantum mekaniği için
Werner Heisenberg tarafından yeni önerilen
matris mekaniği arasında benzerlikler farketti. Bu gözlem üzerine yaptığı
1926 tarihli yayınla
Cambridge'den
Ph.D. ünvanını aldı.
1928'de
Wolfgang Pauli'nin göreleli olmayan
spin sistemleri üzerine çalışmasına dayanarak,
elektron'un
dalga fonksiyonu için
göreli bir
hareket denklemi olan
Dirac denklemi'ni oluşturdu. Bu çalışma Dirac'ın, elektron'un
antiparçacığı olan
pozitron'un varlığını tahmim etmesine yol açtı. Pozitron
Carl Anderson tarafından
1932'de gözlemlendi. Dirac'ın denklemi aynı zamanda
spin kavramının görelilik çerçevesine oturtulmasına da yardım etmiştir. Bu çalışması sayesinde Dirac,
kuvantum elektrodinamiği terimini ilk kez kullanan ve bu dalı kuran kişi olarak tarihe geçti.
Dirac'ın
1930'da basılan ''Kuvantum Mekaniğinin Kuralları'' isimli kitabı
bilim tarihinde bir mihenk taşıdır. Basıldıktan hemen sonra konuyu öğretmek için kullanılan standart kitap haline geldi ve bugün hala kullanımdadır. Bu kitapta Dirac
Werner Heisenberg'in “Matrix Mekaniği”nde ve
Erwin Schrödinger'in “Dalga Mekaniği”'nde yaptıüı çalışmaları, ölçülebilir değerler ile fiziksel sistemin durumunu betimleyen vektörlerin
Hilbert uzayına etki eden operatörleri ilişkilendirdirerek tek çatı altında topladı. Kitapta daha sonra evrenselleşecek olan
bra-ket notasyonu ismi verilen notasyonu ve
Dirac delta fonksiyonunu da ilk kez kullandı.
1931'de Dirac tek bir
manyetik tekkutuplunun varlığının
elektriksel yük'un kuvantizasyonunu açıklayacağını kanıtladı. Bu kanıt çok ilgi görse de bugüne kadar bir manyetik tekkutuplu'nun varlığına dair hiç bir bilgi edinilemedi.
1937'de
Eugene Wigner'ın kızkardeşi Margit ile evlendi. Margit'in iki çocuğu Judith ve
Gabriel'ı da evlat edindi. Ayrıca Margit'ten Mary Elizabeth ve Florence Monica isimlerinde ıkı kızı oldu.
İleri yaşları
Dirac
1932'den
1969'a kadar
Cambridge'de Matematik
Lucasian Profesörlüğü onursal ünvanını elinde tuttu.
İkinci Dünya Savaşı sırasında
gaz santrifujü kullanarak
uranyum zenginleştirme üzerine teorik ve deneysel çalışmalar yürüttü.
1937'de
Dirac büyük sayıları hipotezi üzerine kurulu
kozmolojik modelini geliştirdi. Dirac, "İyi bir teori olarak kabul ettiğimiz
kuvantum teorisinde sonsuzlukları ihmal ediyor olmamız beni çok rahatsız ediyor. Bu mantıklı değil. Mantıken matematikte bir değeri çok küçük olduğu için ihmal edersiniz, sonsuz büyüklükte olduğu ve onu istemediğimiz için değil." diye yazmıştı.
Kuvantum alan teorisinde ortaya çıkan sonsuzluklarla başa çıkmak için kullanılan
renormalizasyon yaklaşımından hiç memnun değildi ve bu konudaki çalışmaları gitgide ana akımın dışında kalmaya başladı. Büyük kızı Mary'ye yakın olmak için Florida'ya taşındıktan sonra Dirac hayatının son on yılını
Tallahassee, Floridadaki
Florida Eyalet Üniversitesi'nde geçirdi.
Öğrencilerinden
John Polkinghorne Dirac'a temel inancının ne olduğunun sorulduğunu hatırlıyor. "Tahtaya yürüdü ve doğa kanunlarının güzel denklemlerle ifade edilmesi gerektiğini yazdı."
[ John Polkinghorne. 'Belief in God in an Age of Science' s2]Ölümü ve sonrası
1984'te Dirac
Tallahassee,
Florida'da öldü.
1997'de Florida Eyalet Üniversitesi'nde son doktora öğrencilerinden Dr.
Bruce Hellman teorik fizikteki önemli çalışmaları ödüllendirmek için Dirac'ın adına Dirac-Hellman ödülü'nü başlattı. Aynı zamanda
Uluslararası Teorik Fizik Merkezi de
Dirac ödülü adında bir ödül vermeye başladı.
1995'te
Londra'daki
Westminster Abbey'de onuruna hazırlanan, üzerinde
Dirac denkleminin olduğu bir plaka
Stephen Hawking'in konuşmasıyla açıldı. Babasının memleketi olan
İsviçre Saint-Maurice'te tren istasyonun karşısına, Dirac onuruna bir hatıra parkı yapıldı.
Ödüller
Paul Dirac
1933'te
Nobel Fizik Ödülü'nü "atom teorisinin yeni üretken biçimlerini keşfinden dolayı"
Erwin Schrödinger ile paylaştı.
http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1933/ Dirac
1939'da
Kraliyet Madalyası ve
1952'de
Copley Madalyası ve
Max Planck Madalyası'nı da aldı.
1930'da
Royal Society,
1948'de
American Phsical Society üyesi seçildi.
Ölümünden hemen sonra iki önemli fizik kurumu adına
ödül düzenledi. Birleşik krallığın profesyon fizikçilerinden oluşan
Fizik enstitüsü adına Paul Dirac Madalyası'nı düzenledi. Bu madalyayı alan ilk üç kişi
1987'de
Stephen Hawking,
1988'de
John Bell ve
1989'da
Roger Penrose oldu.
Abdus Salam Uluslararası Teorik Fizik Merkezi (ICTP) ICTP her sene Dirac'ın doğumgününde verilen Dirac Maladyasını düzenledi.
Tallahassee,
Florida'daki
Ulusal Yüksek Manyetik Alan Laboratuarı'nın bulunduğu caddeye Paul Dirac Drive ismi verildi. İngiliz yayın kuruluşu
BBC video codec'ini
Dirac olarak adlandırdı. Popüler bir TV dizisi olan
Doctor Who'daki
Adric karakterinin adı da Dirac'a gönderme yaptı. (''Adric'' Dirac'ın
anagramıdır).
Kişiliği
Dirac arkadaşları arasında sakin ve titiz kişiliği ile tanınırdı.
Niels Bohr yazdığı bir bilimsel makaledeki cümlenin sonunu bir türlü tamamlayamadığından şikayet ettiğinde Dirac, "Bana okulda asla sonunu bilmediğim bir cümleye başlamamayı öğrettiler" diye yanıtlamıştı. {{fact}}
S.S.C.B.'yi ziyaret ettiği sıra fizik felsefesi üzerine bir konferans düzenlemek üzere bir davet aldı. Sadece kalkıp tahtaya "Fizik kanunları matematiksel güzellik ve basitliğe sahip olmalıdır" yazdı. {{fact}}
Şiir hakkındaki görüşleri sorulduğunda "Bilimde insan daha önce kimsenin bilmediği bir şeyi herkesin anlayabileceği şekilde anlatmaya çalışır. Şiirde durum tam tersidir." {{fact}}
Eugene Wigner, Dirac'ın eniştesi bir keresinde
Richard Feynman'ı "başka bir Dirac, ama bu sefer insan" diye tanımlamıştır. {{fact}}
Dirac alçakgönüllülüğüyle de tanınırdı. Kuvantummekaniksel operatörlerin zamanda gelişimi hakkındaki denklemi ilk yazan kendisi olduğu halde "Heisenberg hareket denklemi" ismini vermiştir. Birçok fizikçi yarım spinli parçacıklar için
Fermi-Dirac istatistikleri ismini kullanırken, tam sayı spinli parçacıklar için
Bose-Einstein istatistikleri tanımını kullanır. Dirac verdiği bir konferansta ilkine "Fermi istatistikleri" isminin verilmesinde ısrar etmiştir. Diğerinin de "Einstein istatistikleri" olarak adlandırılmasını istemiştir ve sebebi sorulduğunda "simetri" yüzünden olduğunu belirtmiştir. {{fact}}
Wolfgang Pauli, Dirac'ın dini görüşleri üzerine bir soru sorulduğunda "Eğer Dirac'ı doğru anladıysam, anlatmaya çalıştığı şey şuydu: Tanrı yoktur ve Dirac onun elçisidir." {{fact}}
Dirac bir keresinde
örgüde kullanılan "ters dikiş"'i yeniden keşfetmişti. Bir arkadaşıyla fizik hakkında konuşurken, arkadaşının karısını örgü örerken görmüştü. Daha sonra ilmeğin
topolojisini inceleyerek bunu yapmanın bir yolu daha olduğunu farketti. Aynı zamanda gördüğü ve kendi yarattığı alternatiften başka olasılık olmadığını da kanıtladı. {{fact}}
Önemli eserleri
''Principles of Quantum Mechanics'' (1930): Bu kitap kuvantum mekaniği kavramlarını büyük kısmını Dirac'ın kendi geliştirdiği modern metodla anlatıyor. Kitabın sonlarına doğru öncülüğünü yaptığı elektronun göreli teorisinden de bahsediyor. Bu eser o zamanlar kuvantum mekaniği üzerine yazılmış hiç bir yayını kaynak göstermemiştir.
''Lectures on Quantum Mechanics'' (1966): Çoğunlukla eğri uzayzaman'da kuvantum mekaniği ile ilgili bir kitap.
''General Theory of Relativity'' (1975): Bu 68 sayfalık eser Einstein'ın genel görelelik teorimini özetliyor.
Ayrıca bakınız
Dirac denklemi
Kaynakça
''The Second Creation: makers of the revolution in twentieth century physics'' Robert P. Crease ve Charles C. Mann, 1986 Macmillan Publishing, New York, 1996 (genişletilmiş baskı), Rutgers University Press.
''QED and the men who made it: Dyson, Feynman, Schwinger, and Tomonaga'' Silvan S. Schweber, Princeton University Press, 1994. http://www.dirac.ch/PaulDirac.html "Paul Adrien Maurice Dirac"
