Σαν σήμερα... 1900, γεννήθηκε ο Αυστριακός νομπελίστας φυσικός Wolfgang Pauli.

Wolfgang Ernst Pauli

Σαν σήμερα, στις 25 Απριλίου 1900, γεννήθηκε στη Βιέννη της Αυστρίας (τότε  Αυστροουγγαρία) ο  Wolfgang Ernst Pauli (Βόλφγκανγκ Έρνστ Πάουλι), ένας από τους πρωτοπόρους της κβαντικής φυσικής. 

Ο πατέρας του, Wolfgang Joseph Pascheles, γιατρός και αργότερα χημικός που προερχόταν από διακεκριμένη Εβραϊκή οικογένεια της Πράγας, έγινε καθολικός λίγο πριν το γάμο του με την Berta Camilla Schütz και άλλαξε το όνομά του σε Pauli. Ο ίδιος ο Wolfgang μεγάλωσε ως καθολικός χριστιανός, αλλά το Μάιο του 1929 αποχώρησε από την Καθολική Εκκλησία για άγνωστους λόγους. Το δεύτερο όνομά του "Ernst" προερχόταν από το όνομα του νονού του Ernst Mach.

Ο Πάουλι σε ηλικία 4 ετών στη Βιέννη.
(Φωτό: L Grillich, από το αρχείο Pauli Archive Photos/CERN)

Φοίτησε στο Γυμνάσιο Döblinger της Βιέννης  και σίγουρα δεν ήταν ένας τυπικός μαθητής, αφού από εκείνα τα χρόνια μελετούσε τις εργασίες του Αϊνστάιν για τη σχετικότητα!

Τον Ιούλιο του 1918 τελείωσε το γυμνάσιο με διάκριση και γράφτηκε στο Πανεπιστήμιο Ludwig-Maximilians του Μονάχου. Δύο μόλις μήνες μετά την αποφοίτησή του από το Γυμνάσιο δημοσίευσε την πρώτη του εργασία σχετικά με την Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν. Τον Ιούλιο του 1921, εργαζόμενος υπό την καθοδήγηση του Arnold Sommerfeld τον οποίο εκτιμούσε βαθιά ως επιστήμονα και άνθρωπο, πήρε το διδακτορικό του με θέμα την κβαντική θεωρία του ιονισμένου διατομικού υδρογόνου. 

Ο Pauli όταν ήταν μαθητής.

Δύο μήνες μετά την απόκτηση του διδακτορικού του, ο Pauli δημοσίευσε την εργασία του για τη σχετικότητα, που στο διάστημα αυτό την είχε επεκτείνει στις 237 σελίδες. Η ιδιοφυία του αναγνωρίστηκε αμέσως από τον ίδιο τον Αϊνστάιν κι αυτή η εργασία αποτελεί σταθερό σημείο αναφοράς στο θέμα, ακόμη και σήμερα.

Στη συνέχεια, από τον Οκτώβριο του 1921 ο Pauli εργάστηκε για ένα χρόνο στο Πανεπιστήμιο του Göttingen ως βοηθός στον Max Born κι εκεί το 1922 γνώρισε τον Niels Bohr, μια προσωπικότητα που κατά τον ίδιο τον Pauli καθόρισε την παραπέρα πορεία του. Τον επόμενο χρόνο, κατόπιν πρόσκλησης του Bohr, πήγε στην Κοπεγχάγη στο Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής (αργότερα το 1965 ονομάστηκε Ινστιτούτο Niels Bohr). Από το 1923 μέχρι το 1928 ήταν λέκτορας στο Πανεπιστήμιο του Αμβούργου. Την περίοδο αυτή ασχολήθηκε ιδιαίτερα με την εξέλιξη της μοντέρνας θεωρίας της κβαντικής μηχανικής. 

1930, συνάντηση στην Κοπεγχάγη της διανοητικής αφρόκρεμας 
της "νέας Φυσικής".
Από αρ. Ο. Klein, Ν. Bohr, W. Heisenberg, W. Pauli, G. Gamow, 
L. Landau, H. Kramers. Ακόμη: I. Waller, R. Peierls, W. Heitler, 
W. Colby, E. Teller, O. Rice, A. Wintner, C. Moller, M. Pihl, F. Bloch.

Το 1924 πρότεινε ένα νέο κβαντικό αριθμό με 2 πιθανές τιμές για τα ηλεκτρόνια, προσπαθώντας να λύσει το πρόβλημα της ασυμφωνίας ανάμεσα στο παρατηρούμενο μοριακό φάσμα και την αναπτυσσόμενη θεωρία της κβαντικής μηχανικής. 

Σίγουρα ο Pauli είναι περισσότερο γνωστός για τη διατύπωση το 1925 της αρχής της απόκλισης (απαγορευτική αρχή του Pauli) στην οποία για πρώτη φορά στην κβαντική μηχανική λαμβάνεται υπόψη το σπιν. 

Το 1926, αφού ο Heisenberg είχε δημοσιεύσει τις βασικές αρχές της νεότερης κβαντικής μηχανικής, ο Pαuli χρησιμοποίησε αυτή τη θεωρία για να ερμηνεύσει το παρατηρούμενο φάσμα του ατόμου του υδρογόνου. Αυτό το αποτέλεσμα έπαιξε σημαντικό ρόλο στην διασφάλιση της αξιοπιστίας της θεωρίας του Heisenberg. 

Ο Wolfgang Pauli με τον Albert Einstein
στις αρχές της δεκαετίας του '30.

Το 1927, η αυτοκτονία της μητέρας του με την οποία  είχε πολύ στενή σχέση, αποτέλεσε προσωπική τραγωδία για τον Pauli, κατάσταση που επιδεινώθηκε μετά το δεύτερο γάμο του πατέρα του.
Παρά τα προσωπικά προβλήματα που αντιμετώπιζε, η επιστημονική του εξέλιξη προχωρούσε με επιτυχία. Το 1928 έγινε καθηγητής Θεωρητικής Φυσικής στο Πολυτεχνείο της Ζυρίχης (ETH). 

Στις 23 Δεκεμβρίου 1929 ο Pauli παντρεύτηκε στο Βερολίνο την χορεύτρια Käthe Margarethe  Deppner, με την οποία δεν επρόκειτο να ζήσει πολύ καιρό μαζί. Σύντομα αυτή τον εγκατάλειψε και στις 29 Νοεμβρίου 1930 χώρισαν.

Ο Pauli με τους Werner Heisenberg και Enrico Fermi.
(Αρχείο Pauli Archive Photos/CERN)

Στον Pauli οφείλεται η πρώτη υπόθεση ως προς την ύπαρξη του νετρίνου, σε μια προσπάθεια να δικαιολογήσει την απώλεια της ενέργειας που παρατηρείται κατά τη διάσπαση ραδιενεργών υλικών. Η αλληλεπίδραση των σωματιδίων αυτών με την ύλη είναι τόσο περιορισμένη, που οι φυσικοί χρειάσθηκαν σχεδόν 30 χρόνια για να τη διαπιστώσουν πειραματικά.
Αρχικά ο Pauli ήταν απρόθυμος να δημοσιεύσει μια εργασία για αυτή την ασυνήθιστη υπόθεση (περί της ύπαρξης του νετρίνο), γι' αυτό έγραψε μια επιστολή σε μια ομάδα επιφανών πυρηνικών φυσικών στο Tuebingen της Γερμανίας, ζητώντας στοιχεία σχετικά με τα μέσα πειραματικής ανίχνευσης ενός τέτοιου σωματιδίου.
Γράφοντας γι' αυτή την ιδέα του, σημείωνε στην επιστολή: "Έχω κάνει κάτι πολύ κακό σήμερα προτείνοντας (την ύπαρξη) ενός σωματιδίου που δεν μπορεί ν' ανιχνευτεί. Είναι κάτι που κανένας θεωρητικός δεν θα πρέπει να κάνει για να ξεπεράσει την απελπισία του." 

1954, ο Pauli με τον Neils Bohr παρατηρούν μια σβούρα στα
 εγκαίνια του Ινστιτούτου Φυσικής στο Lund της Σουηδίας.
(Από τη συλλογή της Margrethe Bohr)  

Την πρώτη αναφορά για την θεωρητική ύπαρξη του σωματιδίου την έκανε σ' ένα γράμμα του στις 4 Δεκεμβρίου 1930. Η πρώτη δημόσια παρουσίαση της εργασίας του έγινε σε μία σύσκεψη στην  Πασαντίνα της Καλιφόρνιας, στις 16 Ιουνίου 1931, όμως τυπωμένη η εργασία παρουσιάστηκε το 1933, αφού και ο ίδιος είχε ακόμη πολλές απορίες. Εκείνη την περίοδο πιθανολόγησε ότι το νετρίνο έχει μηδενική μάζα. 

Στο τέλος του 1930, αμέσως μετά την εργασία του για το νετρίνο και το διαζύγιό του, υπέστη σοβαρή ψυχολογική κατάρρευση, μια κατάσταση που τον οδήγησε στο ντιβάνι του ψυχαναλυτή Carl Jung, που ζούσε επίσης στη Ζυρίχη. Η γνωριμία Pauli - Jung έδωσε την ευκαιρία στον μεν Jung να μελετήσει τα όνειρα που του περιέγραφε ο Pauli, στον δε Pauli να ασχοληθεί επιστημονικά και να συνεισφέρει στην ερμηνεία των βαθύτερων σκέψεών του. Ένα μεγάλο μέρος των συζητήσεων που εδημιουργούντο στη διάρκεια αυτών των συναντήσεων έχουν δημοσιευθεί στην αλληλογραφία των Pauli-Jung και στο "Atom and Archetype", όπου αναλύονται πάνω από 400 όνειρα του Pauli. 

Με την πειραματική φυσικό Chien-Shiung Wu στο Princeton.

Τα πράγματα πήγαν καλύτερα για τον Pauli μετά το δεύτερο γάμο του με την Franciska (Franca) Bertram, στις 4 Απριλίου 1934. Σε αντίθεση με τον πρώτο καταστροφικό γάμο του, η δεύτερη σύζυγος τον βοήθησε να ισορροπήσει και έζησαν μαζί μέχρι το τέλος του, χωρίς να αποκτήσουν παιδιά.
Παράλληλα με την εργασία του στο ETH, το 1931 έγινε επισκέπτης καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του  Michigan και το 1935 στο Ινστιτούτο Προχωρημένων Σπουδών  στο Princeton.  

Το 1940 εγκαταστάθηκε στις ΗΠΑ και εργάστηκε ως καθηγητής Θεωρητικής Φυσικής στο Ινστιτούτο Προχωρημένων Σπουδών του Princeton. Το 1941 ήταν πάλι επισκέπτης καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Michigan και το 1942 επισκέπτης καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Purdue.

1931, Samuel Goudsmit και Pauli
στο Caltech.

Τo 1946, μετά τον πόλεμο, έγινε πολίτης των ΗΠΑ, αλλά ποτέ δεν μπόρεσε να προσαρμοστεί στον αμερικάνικο τρόπο ζωής. Έτσι, παρά το γεγονός ότι δεν ήταν εύκολη η απόφαση γι' αυτόν, τελικά προτίμησε να εγκατασταθεί στη Ζυρίχη, όπου πέρασε το μεγαλύτερο μέρος της υπόλοιπης ζωής του, παίρνοντας και την Ελβετική υπηκοότητα το 1949.

Στη διάρκεια της καριέρας του, ο Pauli συνέβαλλε σημαντικά στην εξέλιξη της κβαντικής μηχανικής. Δεν δημοσίευε πολλές εργασίες, αλλά προτιμούσε ν' αλληλογραφεί με στενούς συνεργάτες και φίλους, όπως ο Bohr και ο Heisenberg. 
Ο Pauli είναι μεταξύ εκείνων που συνέβαλλαν περισσότερο στη μελέτη της ενοποίησης της θεωρίας της σχετικότητας με την κβαντική μηχανική, κεντρικό πρόβλημα της σύγχρονης Φυσικής.

Το 1931 βραβεύθηκε με το μετάλλιο Lorentz.  

Το 1945, μετά από πρόταση του Αϊνστάιν, πήρε το βραβείο Nobel Φυσικής "για την ανακάλυψη της απαγορευτικής αρχής, επίσης καλούμενης αρχή του Pauli". Δεν παρέστη στην τελετή απονομής του βραβείου στη Στοκχόλμη, αλλά έγινε ειδική τελετή γι' αυτόν στο Princeton, στις 10 Δεκεμβρίου 1945.

Το 1958 βραβεύτηκε με το μετάλλιο Max Planck.

Γιορτάζοντας τα 45α γενέθλιά του.

Όμως ο Wolfgang Pauli έχει χαρακτηριστεί και ως "καταραμένος" νομπελίστας. Ο λόγος ήταν ότι κάποιες φορές, όταν περπατούσε σ' ένα χώρο, κάτι κακό συνέβαινε, όπως έσπαγαν πράγματα γύρω του ή ο εξοπλισμός δεν δούλευε. Αυτό που (δήθεν) "προκαλούσε" ο Pauli έχει πλέον αποκτήσει το όνομα "Pauli effect" ("επίδραση Πάουλι"). Αν και θα μπορούσε εύκολα να εξηγηθεί ως σύμπτωση, κάποια πρόσωπα της επιστημονικής κοινότητας, συμπεριλαμβανομένου και του ίδιου του Pauli, πίστευαν ότι η κατάρα ήταν πραγματική. 

Σύμφωνα με τον Arthur Miller, συγγραφέα του βιβλίου "137: Jung, Pauli, and the Pursuit of a Scientific Obsession" ("137: Γιουγκ, Πάουλι και το Κυνήγι μιας Επιστημονικής Εμμονής") ο ίδιος ο Pauli είχε πειστεί ότι ήταν "καταραμένος" και πρώτος κατηγορούσε τον εαυτό του όταν κάτι συνέβαινε. Αυτό ήταν που, όπως προανέφερα, οδήγησε τον Pauli στον φίλο και θεραπευτή του Carl Jung. «Μερικές φορές μετά από ένα συμβάν, ένιωθε ανακουφισμένος», λέει ο Miller. «Ένοιωθε μια τεράστια ποσότητα ενέργειας να δημιουργείται μέσα του και αυτή η ενέργεια απελευθερωνόταν, με αποτέλεσμα να υπάρχουν αυτά τα γεγονότα». Αξίζει να επισημάνω ότι ο Pauli είχε εμμονή με τον αριθμό 137 και γι' αυτό ο Arthur Miller έχει περιλάβει στον τίτλο του βιβλίου του αυτό τον αριθμό.

Νοέμβριος 1945. Ο Pauli (αρ.) με τον John Wheeler 
(στο μέσο) στο πάρτι για τον εορτασμό του βραβείου Νόμπελ.
(Από το αρχείο Pauli Archive Photos/CERN)

Υπάρχουν αμέτρητες ιστορίες κάτω από την επιγραφή "Pauli effect". 

Ένα περιστατικό συνέβη το 1920 και αναφέρεται στο βιβλίο του George Gamow "Thirty Years that Shook Physics: The Story of Quantum Theory" ("Τριάντα Χρόνια που Ταρακούνησαν την Φυσική: Η Ιστορία της Κβαντικής Θεωρίας"). Το γεγονός συνέβη στο εργαστήριο Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Göttingen χωρίς ο Pauli να βρίσκεται εκεί. Ξαφνικά, χωρίς προφανή λόγο, μια ακριβή συσκευή μέτρησης χάλασε και σταμάτησε να λειτουργεί. Ο James Franck, διευθυντής του Ινστιτούτου, σε επικοινωνία που είχε αργότερα με τον Pauli στη Ζυρίχη, του ανέφερε το περιστατικό, σχολιάζοντας χιουμοριστικά ότι τουλάχιστον αυτή τη φορά ο Pauli δεν ήταν παρών. Όμως όπως αποδείχτηκε, εκείνη την ημέρα ο Pauli ταξίδευε με τρένο προς την Κοπεγχάγη και την ώρα περίπου που έγινε το ατύχημα στο εργαστήριο, ο ίδιος άλλαζε τρένο στο σιδηροδρομικό σταθμό του Göttingen!

O Pauli το 1931 σε χειμερινές διακοπές.

Μια άλλη ιστορία συνέβη τον Νοέμβριο του 1948 όταν ο Pauli επισκέφτηκε τις Βρυξέλλες για να παρακολουθήσει ένα διεθνές συνέδριο.  Ο Ιταλός πειραματικός φυσικός Beppo Occhialini που ζούσε προσωρινά εκεί, θέλησε να κάνει ένα αστείο στον Pauli. Στο εργαστήριό του ο Occhialini έστησε ένα κρεμαστό φωτιστικό με τέτοιο τρόπο, ώστε μόλις άνοιγε η πόρτα του εργαστηρίου αυτό να πέσει στο πάτωμα. Αφού ο μηχανισμός είχε συνδεθεί και δοκιμαστεί με προσοχή, ο Pauli, που δεν έχανε την ευκαιρία να επισκεφτεί έναν εργαστηριακό χώρο, προσκλήθηκε για μια σύντομη επίσκεψη. Πραγματικά ο Pauli επισκέφτηκε το εργαστήριο, άνοιξε την πόρτα, αλλά δεν συνέβη τίποτα. Η αποτυχία του αστείου θεωρήθηκε σαν απόδειξη της κακοτυχίας που κουβαλούσε ο Pauli!

Σε άλλο πάλι περιστατικό, στα εγκαίνια του Ινστιτούτου της Ζυρίχης το 1948, ένα πολύτιμο κινέζικο βάζο έσπασε, όταν ο Pauli μπήκε στην αίθουσα. Τελικά, όλα αυτά έπαιξαν σημαντικό ρόλο στο να απαγορευτεί η είσοδος του Pauli στο εργαστήριο του βραβευμένου με Νόμπελ, Otto Stern.

1953, o Pauli (στο μέσο) με τον Paul Dirac (αρ.) και τον 
Rudolf Peierls στο Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ.  

Ένα άλλο γεγονός που επέδρασε στην μετέπειτα συμπεριφορά του ήταν, όπως προανέφερα, η εγκατάλειψή του από την πρώτη του σύζυγο, 11 μόλις μήνες μετά το γάμο τους, μ' έναν συνάδελφό του χημικό. Λέγεται ότι σχολιάζοντας ο Pauli αυτό το χωρισμό είχε πει "Να τα έφτιαχνε μ' έναν ταυρομάχο θα μπορούσα να αναμετρηθώ μαζί του, αλλά μ' έναν απλό χημικό...".

Πολλές από τις ιδέες και τα αποτελέσματα στα οποία είχε καταλήξει ο Pauli ποτέ δεν δημοσιεύθηκαν. Αρκετά από αυτά εμφανίζονταν σε γράμματα και διακινούνταν στον επιστημονικό κόσμο από τους παραλήπτες τους. Είναι ο μόνος για τον οποίο ο Αϊνστάιν είχε δηλώσει επίσημα ότι τον θεωρούσε άξιο διάδοχό του.

Το 1958, έσπασε η πολύ καλή φιλία και επιστημονική συνεργασία που είχε με τον Heisenberg, όταν αναφέρθηκε απλά ως "βοηθός του καθηγητή Heisenberg" από το δελτίο τύπου, μετά την ανακοίνωση μιας εργασίας που είχαν κάνει μαζί, στο Göttingen.

Ιούνιος 1956. Το τηλεγράφημα που έστειλαν στον Pauli
οι Frederick Reines και Clyde Cowan με το οποίο τον ενημέρωναν
για την πειραματική ανακάλυψη του νετρίνο.
(Από το αρχείο Pauli Archive Photos/CERN)

Το 1953 ο Pauli ψηφίστηκε ως εξωτερικό μέλος της Royal Society του Λονδίνου και το 1958 έγινε εξωτερικό μέλος της Ολλανδικής Βασιλικής Ακαδημίας Τεχνών και Επιστημών.

Στην αθέατη πλευρά της σελήνης έχει δοθεί το όνομα Pauli σ' έναν κρατήρα.

26 χρόνια μετά την πρώτη εργασία του για το νετρίνο, είχε την χαρά να μάθει κατευθείαν από τους πειραματικούς ερευνητές Frederick Reines και Clyde Cowan για την ανακαλύψη αυτού του σωματιδίου (νετρίνο του ηλεκτρονίου).

Ο Wolfgang Pauli πέθανε στις 15 Δεκεμβρίου 1958, σε ηλικία μόλις 58 ετών, από καρκίνο του παγκρέατος, στο νοσοκομείο Rotkreuz της Ζυρίχης και δεν είχε την ευκαιρία να μάθει για τις άλλες 2 μορφές του νετρίνο που ανακαλύφθηκαν αργότερα (μιονικό νετρίνο, ταυ νετρίνο). Πέθανε στον αριθμό δωματίου 137 στο νοσοκομείο όπου νοσηλευόταν! Λέγεται ότι μόλις παρατήρησε τον αριθμό του δωματίου κατά τη διάρκεια της νοσηλείας του, κατάλαβε ότι δεν επρόκειτο να βγει ζωντανός από εκεί.

Ο Pauli με τη σύζυγό του Franca.
(Από το αρχείο Pauli Archive Photos/CERN)

Στο CERN υπάρχει ένα μεγάλο αρχείο υλικού (γράμματα, βιβλία, φωτογραφίες κλπ) του Wolfgang Pauli. Το υλικό αυτό προσφέρθηκε μετά το θάνατό του, από τη χήρα του Franca Pauli, κατόπιν μεσολάβησης του πρώην βοηθού του Victor F. Weisskopf, διευθυντή στο CERN την περίοδο 1961 - 1965 και του τελευταίου βοηθού του Charles Enz.

Η οδός W. Pauli στις εγκαταστάσεις του CERN στη Γενεύη.

• Αρχείο υλικού του Wolfgang Pauli στο CERN.

• Βίντεο με ομιλία του Arthur Miller στο CERN για τη σχέση Wolfgang Pauli και Carl Yung (αγγλικά, 1:14:58).

• Βίντεο με φωτογραφίες από τη ζωή του Wolfgang Pauli, από τον Dr. Paulo Venturelli (4:33).

• Βίντεο που περιέχει συζήτηση του Melvyn Bragg με καλεσμένους πάνω στην Απαγορευτική Αρχή του Pauli (αγγλικά, 47:53).

• Σύντομο βίντεο του W. Pauli (0:11).

• Βίντεο από την περίφημη 5η συνάντηση του Solvay Conference το 1927. Βλέπουμε όλα τα μεγάλα ονόματα της Φυσικής. Στο 1:50 βλέπουμε τον Pauli.

Πηγή: Today in Science History,  wikipedia,  arthurimiller,  cnn