ДИРАК, ПОЛЬ АДРИЕН МОРИС

ДИРАК, ПОЛЬ АДРИЕН МОРИС (Dirac, Paul Adrien Maurice) (1902–1984), английский физик, удостоенный в 1933 (совместно с Э.Шрёдингером) Нобелевской премии по физике за создание квантовой механики. Родился 8 августа 1902 в Бристоле. В 1921 окончил с отличием Бристольский университет по специальности электротехника. В 1923 поступил в аспирантуру Кембриджского университета к Р.Фаулеру, который познакомил его с новыми идеями в физике. Заинтересовавшись работами Гейзенберга по матричной механике, Дирак развил собственный оригинальный подход к квантовой проблематике и изложил его в серии статей, опубликованных в 1925–1926 в «Трудах Лондонского королевского общества» («Proceedings of the Royal Society of London»). В 1926 получил степень доктора философии. В течение года работал у Н.Бора в Копенгагене и у М.Борна в Гёттингене, затем вернулся в Кембридж, где был избран членом совета Сент-Джонз-колледжа. В 1929 преподавал физику в университете штата Висконсин в Мадисоне и читал лекции по квантовой механике в других американских университетах. По возвращении в Англию в 1930 Дирак был избран членом Королевского общества, а в 1932 стал профессором Кембриджского университета, получив кафедру, которую некогда занимал Ньютон. В 1933–1934 работал в Принстонском институте фундаментальных исследований, затем вернулся в Кембридж. В 1968 ушел в оставку с поста профессора Кембриджского университета и после непродолжительной работы в качестве приглашенного профессора университета штата Нью-Йорк в Стони-Брук и университета Майами стал профессором физики университета Флориды в Таллахасси.

Работы Дирака посвящены квантовой механике, квантовой электродинамике, теории поля, теории элементарных частиц, статистической физике. В 1926–1927 он разработал математический аппарат квантовой механики – теорию преобразований, ввел т.н. дельта-функцию. В 1927 применил принципы квантовой механики к электромагнитному полю и построил модель квантованного поля, заложив основы квантовой электродинамики. Совместно с Гейзенбергом в 1928 выдвинул идею обменного взаимодействия.

В 1928 Дирак решил проблему, которую не удалось решить Шрёдингеру: вывел релятивистское уравнение для электрона. Это уравнение обладало важной особенностью – из него вытекало понятие спина, которое отсутствовало в нерелятивистском уравнении Шрёдингера; кроме того, оно объясняло тонкую структуру спектров атома водорода и эффект Зеемана. В 1931 Дирак выдвинул гипотезу о существовании элементарного магнитного заряда – монополя, в 1933 – антивещества.

Дирак внес большой вклад в создание квантовой статистики. В 1926 независимо от Э.Ферми разработал статистику частиц с полуцелым спином (статистика Ферми – Дирака). В 1931 обосновал возможность существования симметричной квантовой электродинамики, базирующейся на концепции элементарных магнитных зарядов.

В 1937 Дирак высказал гипотезу об изменении гравитации во времени. В 1962 разработал теорию мюона, рассматривая последний как колебательное состояние электрона, занимался проблемой гамильтоновой формулировки теории гравитации с целью дальнейшего квантования гравитационного поля.

Среди основных трудов ученого – Принципы квантовой механики (The Principles of Quantum Mechanics, 1930), Развитие квантовой теории (The Development of Quantum Theory, 1971), Спиноры в гильбертовом пространстве (Spinors in Hilbert Space, 1974), Общая теория относительности (General Theory of Relativity, 1975).

Дирак был награжден Королевской медалью (1939), медалью Копли (1952), получил премию Р.Оппенгеймера и ряд других наград. Умер Дирак в Таллахасси (шт. Флорида) 20 октября 1984.