Paul Dirac Kimdir?
Tam adıyla Paul Adrien Maurice Dirac 8 Ağustos 1902 ila 20 Ekim 1984 tarihleri arasında yaşamış olan İngiliz fizikçi ve matematikçidir.
Kuantum mekaniğinin kurucularındandır. Diğer önemli keşiflerinin yanında fermiyonların davranışını açıklayarak antimaddenin keşfine olanak veren ve kendi adı verilen Dirac denklemi’ni yaratmıştır. Dirac 1933 Nobel Fizik Ödülü’nü Erwin Schrödinger ile paylaşmıştır.
Paul Dirac İngiltere’nin Bristol kentinde, Bishopston kasabasında doğdu ve büyüdü. Babası Charles Dirac İsviçre’nin Valais kantonundan gelmiş bir göçmendi ve geçimini Fransızca öğretmenliği yaparak sağlıyordu. Annesi Cornwall’luydu ve bir denizcinin kızıydı. Paul’ün 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 babasının 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 Üniversitesi’ne bağlı bir kuruluştu. Bu o zamanın Birleşik Krallık’ında genellikle klasikleri öğreten ortaöğretim 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 yapmak üzere burs 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 kuantum fiziği ile ilgilendi.
Dirac klasik mekanikte kullanılan Poisson parantezleri metoduyla, kuantum mekaniği için Werner Heisenberg tarafından yeni önerilen matris mekaniği arasında benzerlikler fark etti. Bu gözlem üzerine yaptığı 1926 tarihli yayınla Cambridge’den Ph.D. unvanını aldı.
1928’de Wolfgang Pauli’nin göreli olmayan spin sistemleri üzerine çalışmasına dayanarak, elektronun dalga fonksiyonu için göreli bir hareket denklemi olan Dirac denklemi’ni oluşturdu. Bu çalışma Dirac’ın, elektronun antiparçacığı olan pozitronun varlığını öngörmesine 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, kuantum elektrodinamiği terimini ilk kez kullanan ve bu dalı kuran kişi olarak tarihe geçti.
Dirac’ın 1930’da basılan Kuantum Mekaniğinin İlkeleri (The Principles of Quantum Mechanics, Oxford Science Publications, Oxford University Press) 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 yaptığı çalışmaları, ölçülebilir değerler ile fiziksel sistemin durumunu betimleyen vektörlerin Hilbert uzayına etki eden operatörleri ilişkilendirerek 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 yükün kuantizasyonunu açıklayacağını kanıtladı. Bu kanıt çok ilgi görse de bugüne kadar bir manyetik tekkutuplunun varlığına dair hiçbir bilgi edinilemedi.
1937’de Eugene Wigner’ın kız kardeşi Margit ile evlendi. Margit’in iki çocuğu Judith ve Gabriel’ı da evlat edindi. Ayrıca Margit’ten Mary Elizabeth ve Florence Monica isimlerinde iki kızı oldu.
Dirac 1932’den 1969’a kadar Cambridge’de Matematik Lucasian Profesörlüğü onursal unvanını 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 kuantum 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. Kuantum 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.”
Hazırlayan: Sosyolog Ömer YILDIRIM
Kaynak: Ömer YILDIRIM’ın Kişisel Ders Notları. Atatürk Üniversitesi Sosyoloji Bölümü 1. Sınıf “Felsefeye Giriş” ve 2., 3., 4. Sınıf “Felsefe Tarihi” Dersleri Ders Notları (Ömer YILDIRIM); Açık Öğretim Felsefe Ders Kitabı