Auszug
Erste Anzeichen einer durchdringenden und allgegenwärtigen Strahlung ungewisser Herkunft hatten zuerst Charles Thomson Rees Wilson und Hans Geitel um die Jahrhundertwende bemerkt. Nachdem Victor Franz Hess im Jahre 1912 eindeutig eine Intensitätszunahme mit der Höhe feststellte1, gab es zahlreiche Spekulationen über die Natur und den Ursprung dieser rätselhaften Strahlung.2 Die Untersuchung der jetzt als Höhenstrahlung bezeichneten Erscheinung3 erreichte Ende der 20er Jahre einen Höhepunkt und führte zur Vervollkommnung der Meßmethoden.4 Auch die Theoretiker begannen sich jetzt ernsthaft mit dieser hochenergetischen Strahlung zu beschäftigen, da sie ein vorzügliches Mittel zur Prüfung der relativistischen Quantentheorie und ihrer Grenzen darstellte.
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Literatur
V. F. Hess: Über Beobachtungen der durchdringenden Strahlung bei sieben Ballonfahrten. Physik. Z. 13, 1084–1091 (1912).
Siehe hierzu Laurie M. Brown: The idea of the neutrino. Physics Today, S. 23–28, September 1978.
Siehe hierzu A. Kimball Smith and Ch. Weiner: Robert Oppenheimer. Letters and Recollections. Cambridge, Mass. und London 1980. Dort S. 147f.
Millikan hat seine Ideen über den Zusammenhang von kosmischer Strahlung und Atomkernaufbau in vielen Publikationen dargestellt und ist dadurch mehrfach in Widerspruch zu einigen europäischen Forschern getreten. Insbesondere war dafür eine mißverständliche Darstellung der Verdienste Kolhörsters durch Millikan verantwortlich, welche dieser ohne weitere Überarbeitung in Nature abdrukken ließ. Epstein berichtete Einstein über diesen Sachverhalt in einem Schreiben vom 6. August 1926 aus Pasadena: „Ich möchte den Anlaß benutzen, Ihnen etwas über die Spannung Millikan — Kolhörster mitzuteilen...“ Große Publizität erlangte auch ein Prioritätsstreit, der durch einen Vortrag Millikans am 2. September 1927 in Leeds ausgelöst wurde (vgl. Nature 121, 19–26 (1928)). Vgl. hierzu: K. Bergwitz, V.F. Hess, W. Kolhörster und E. Schweidler: Feststellungen zur Geschichte der Entdeckung und Erforschung der kosmischen Höhenstrahlung (Ultragammastrahlung). Physik. Z. 29, 705–707 (1928). R.A. Millikan: Bemerkungen zur Geschichte der kosmischen Strahlung. Physik. Z. 31, 241–247 (1930).
W._ Bothe und W. Kolhörster: Untersuchungen über die Natur der Höhenstrahlung. Forsch. u. Fortschr. 5, 333 (1929).
O._ Klein: Zur fünfdimensionalen Darstellung der Relativitätstheorie. Z. Phys. 46, 188–208 (1927).
Auf die Notwendigkeit einer direkten Prüfung des Impulssatzes beim β-Zerfall wies Pauli nochmals in einer Diskussionsbemerkung nach dem Vortrag von Patrick Maynard Stuart Blackett während der Physikalischen Vortragswoche der ETH im Mai 1931 hin. Vgl. Physik. Z. 32, 664 (1931).
Wahrscheinlich handelt es sich um einen Entwurf für den Vortrag, den Bohr im Oktober auf dem Kernphysikerkongreß in Rom halten wollte. Außerdem hatte Bohr auch am Ende seiner berühmten Faraday Lecture die Probleme zusammengefaßt, die mit der Struktur des Atomkerns zusammenhingen. Obwohl er diese Rede schon am 8. Mai 1930 gehalten hatte, nahm er bis zu ihrem Abdruck 1932 im Journal of the Chemical Society mehrere Änderungen und Ergänzungen vor. Insbesondere an den dort geäußerten Ansichten über den β-Zerfall übte Pauli Kritik. Die entsprechenden Stellen sind in Paulis persönlichem Exemplar dieses Aufsatzes durch kräftige Anstreichungen hervorgehoben. Vgl. N. Bohr: Chemistry and the Quantum Theory of Atomic Constitution. Faraday Lecture. (Delivered before the Fellows of the Chemical Society at the Salters’ Hall on May 8th 1930.)
Siehe hierzu den Kommentar zu [257].
Bohrs Beschäftigung mit diesem Problem wird in seinem Briefwechsel mit Heisenberg erwähnt. Vgl. z. B. Bohrs Schreiben vom 19. November und vom 8. Dezember 1930 und Heisenbergs Antwort vom 23. Januar 1931. — Siehe auch L. Rosenfeld: On quantum electrodynamics. In: Niels Bohr and the Development of Physics. London 1955. Dort S. 70–95.
L. Landau und R. Peierls: Erweiterung des Unbestimmtheitsprinzips für die relativistische Quantentheorie. Z. Phys. 69, 56–69 (1931). Signiert ETH-Zürich, Januar 1931. Eingegangen am 3. März 1931. — Paulis Kritik ist in seinem Schreiben [280] und [281] enthalten.
Siehe Pauli [1933], dort insbesondere S. 91f. und S. 256f. — Eine weitere Einschränkung für die Feldmessung durch die dem Probekörper durch die Unbestimmtheitsrelationen auferlegten Ungenauigkeiten von Impuls und Position hat Jordan mit Fock während eines Aufenthalts im Physikalisch-Technischen Institut in Charkow gefunden. (Vgl. P. Jordan und V. Fock: Neue Unbestimmtheitseigenschaften des elektromagnetischen Feldes. Z. Phys. 66, 206–209 (1930). Eingegangen am 15. Oktober 1930.) Auch auch diese Arbeit wurde von Bohr und Heisenberg in dem unter 2 genannten Briefwechsel kritisiert.
Pauli bemerkte hierzu in [1933] (auf S. 257): „An dieser Stelle hat das Argument von Landau und Peierls jedoch eine wesentliche Lücke, da der ausgestrahlte Impuls und die ausgestrahlte Energie einer exakten Messung zugänglich sind. Die durch diese bedingte Änderung von Energie und Impuls des geladenen Körpers kann deshalb nicht ohne weiteres als unbestimmte Änderung angesehen werden. Infolgedessen haftet den weiteren Folgerungen eine wesentliche Unsicherheit an und die Frage nach der Genauigkeit der Feldstärkemessung muß als eine noch nicht geklärte angesehen werden.“ Vgl. hierzu auch N. Bohr und L. Rosenfeld: Zur Frage der Meßbarkeit der elektromagnetischen Feldgrößen. Det Kgl. Danske Videnskabernes Selskab. Math.-fys. Meddelelser XII, 8. Kopenhagen 1933, dort insbesondere S. 26ff., und L. Rosenfeld: The Measuring Process in Quantum Mechanics. Supplement of the Progress of Theoretical Physics, Commemoration Issue for the 30th Anniversary of the Meson Theory by Dr. H. Yukawa, 1965. Dort S. 222–231.
Siehe Fußnote 3 des Kommentars.
M. Schlick: »Naturphilosophische Betrachtungen über das Kausalprinzip.« Naturwiss. 8, 461–474 (1920).
M. Schlick: »Die Kausalität in der gegenwärtigen Physik.« Naturwiss. 19, 145–162 (1931).
Vgl. hierzu auch den bereits im Kommentar zu [23a] erwähnten Prager Vortrag von Philipp Frank vom September 1929. Möglicherweise hatte dieser Vortrag und Sommerfelds Stellungnahme Schlick veranlaßt, sich eingehender mit den philosophischen Konsequenzen der Quantentheorie auseinanderzusetzen. In diesem Sinne schrieb Sommerfeld am 17. Oktober 1932 an Schlick: „Ich habe Ihre beiden Aufsätze genau gelesen, sie sind ja zum Teil an meine Adresse gerichtet. Ich habe mich über die tolerante Gesinnung und über die Verständigkeitsbereitschaft gefreut. Daß gegen die absolute Konsequenz des positivistischen Systems nichts zu machen ist, habe ich in Diskussionen mit Ph. Frank schon früher zugegeben. — Und doch — ich wiederhole eine Frage, die ich am Ende meines Wiener Vortrages gestellt habe: Ist die Dualität zwischen Seelischem und Körperlichem kein philosophisches Problem? Gewinnt man etwas, wenn man dieses Problem als nicht-existent erklärt? Und noch eines: Der Positivismus führt zur Unfruchtbarkeit. Als ich das früher einmal andeutete, hatte ich Jaumann im Sinne. Ich könnte auch Ph. Frank anführen, der trotz allen Scharfsinnes nie ein physikalisches Problem angefaßt hat. — Ich bin nicht Dogmatiker im religiösen Sinne, aber ich bin Dogmatiker im Punkte der Naturgesetze. Das Machsche »Prinzip der schlampigen Naturgesetze« kann ich nicht vertragen, trotz der Unschärferelation. Auch Einstein lehnt es ab, er sagte mir einmal: »Alle Physik ist Metaphysik«.“
Vgl. hierzu M. Planck: »Die Einheit des physikalischen Weltbildes.« Physik. Z. 10, 62–75 (1909). Diese am 8. Dezember 1908 in Leiden vorgetragene Rede rief einen heftigen Protest von Ernst Mach hervor, der nun seinerseits »Die Leitfaden meiner naturwissenschaftlichen Erkenntnislehre und ihre Aufnahme durch die Zeitgenossen« in der Physik. Z. 11, 599–606 (1910) publizierte. Zu einer weiteren Stellungnahme hatte Planck seine Erwiderung »Zur Machschen Theorie der physikalischen Erkenntnis« in der Physik. Z. 11, 1186–1190 (1910) eingereicht.
Es handelt sich offensichtlich um das Manuskript des wenig später in den »Naturwissenschaften« publizierten Aufsatzes. (Vgl. Fußnote 2 des Kommentars.) Das entsprechende Heft Nr. 7 wurde am 13. Februar 1931 ausgegeben, so daß Paulis Bemerkungen hierauf keinen Einfluß mehr ausüben konnten. — Weitere Stellungnahmen und Kritiken zu Schlicks Aufsatz wurden auch von anderer Seite bei der Redaktion der »Naturwissenschaften« eingereicht. Vgl. H. Reichenbach: »Das Kausalproblem in der Physik.« Naturwiss. 19, 713–722 (1931) und G. Hamel: »Die Kausalität in der klassischen Physik, insbesondere in der Mechanik.« Naturwiss. 19, 895 (1931).
Vgl. Fußnote b zu [246].
M. Schlick: »Fragen der Ethik.« Wien 1930. Auf den Zusammenhang von Kausalität und Willensfreiheit geht Schlick auch in einem abschließenden Paragraphen seines Aufsatzes ein.
Vgl. hierzu auch Einsteins Bemerkung über den Anti-Kantianer Schlick in einem Brief vom 9. Dezember an Max Born. (Siehe Fußnote 2 zum Kommentar von [23a].)
Wie bereits im Kommentar erwähnt, hatte Schlick in seinem Aufsatz das Problem der quantenmechanischen Komplementarität nicht berührt. Aber gerade das mußte Paulis Auffassungen zuwiderlaufen, da er als Anhänger der Kopenhagener Schule in der Komplementarität eine grundlegende Eigentümlichkeit der Quantenphysik erblickte. Als Pauli wenig später in seiner Wellenmechanik [1933] den quantenmechanischen Meßprozeß behandelte, schlug er in Analogie zur Relativitätstheorie für die Quantentheorie die Bezeichnung »Komplementaritätstheorie« vor.
Pauli weist hiermit auf einen (auf S. 157f. des Aufsatzes) von Schlick nicht beachteten Aspekt der statistischen Gesetzmäßigkeiten hin, der später auch in dem Beitrag von Reichenbach (siehe Anmerkung a) aufgegriffen wurde.
Auf S. 156 hatte Schlick geäußert, daß stets die Hoffnung bestehen bleibe, dem Kausalprinzip bei weiterem Erkenntnisfortschritt wieder zur vollen Geltung zu verhelfen. Gerade diese Frage wurde später auch von seiten einiger Physiker erneut aufgegriffen, die sich mit dem durch die Quantentheorie geschaffenen Indeterminismus in der Phisik nicht abfinden konnten. Pauli vertrat den gleichen Standpunkt wie Heisenberg, der seine Auffassung in einem Manuskript von 1935: »Ist eine deterministische Ergänzung der Quantenmechanik möglich?« darlegte.
Dieses Argument, daß die Fruchtbarkeit einer Methode der entscheidendere Gesichtspunkt für den Physiker sei, hatte zuerst Max Planck dem Machschen Positivismus entgegengehalten. (Vgl. den in der Fußnote 1 des Kommentars genannten Vortrag von Planck aus dem Jahre 1908). — Der von Pauli öfters gebrauchte Ausspruch: »Das ist nicht einmal falsch« zur Charakterisierung einer inhaltslosen Bemerkung dürfte ebenfalls ein Rückgriff auf den analogen Einwand Plancks gegen den Positivismus sein. Die Umkehrung dieses Gedankens gebrauchte einmal Schlick in der folgenden Bemerkung: »Geistreich heißt ein Gedanke, wenn er zwar falsch, aber interessant ist.« (Vgl. M. Schlick: Gesammelte Aufsätze 1926–1936. Wien 1938. Dort S. XXX.)
Entspricht S. 150 des Schlickschen Aufsatzes.
Schlick wollte (in § 13 des Aufsatzes) im Gegensatz zu Reichenbach nur die Entropievermehrung als Ursache der Zeitrichtung zulassen. Über dieses Problem hatte sich auch E. Zilsel in »Die Asymmetrie der Kausalität und die Einsinnigkeit der Zeit«, Naturwiss. 15, 280–286 (1927), geäußert.
R. A. Millikan: Eine experimentelle Prüfung der Clausius-Mossottischen Formel. Ann. Phys. 60, 376–380 (1897).
Siehe hierzu P.S. Epstein: Robert Andrews Millikan as Physicist and Teacher. Rev. Mod. Phys. 20, 10–25 (1948). — E. Regener: Robert Andrews Millikan †. Physik. Bl. 10, 227–229 (1954). — Robert A. Millikan: Autobiography of Robert A. Millikan. Prentice-Hall. New York (1950). S. 118–125. D.J. Kevles: Robert A. Millikan. Scientific American, Januar 1979. S. 118–125.
Den Bericht über seine Öltröpfchenmethode publizierte er auch (in deutscher Übersetzung) in der Physikalischen Zeitschrift 14, 796–812 (1913) unter dem Titel: Über die elektrische Elementarladung und die Avogadrosche Konstante. — Erich Regener hatte übrigens schon im Jahre 1909, wie er vorsichtig in seinem in der Fußnote 2 erwähnten Nachruf erwähnt, eine „eigene Bestimmung von e durch Zählung und Ladungsmessung der α-Teilchen... mit viel geringeren Ansprüchen an die Genauigkeit“ vorgenommen, die fast den gleichen Millikanschen Wert e=4,79·10−10 e.st.E. ergab.
Siehe hierzu z. B. A.F. Joffe: Begegnungen mit Physikern. Pfalz-Verlag: Basel 1967. Dort S. 110f.
Vgl. L. Boltzmann: Reise eines deutschen Professors ins Eldorado. Johann Ambrosius Barth: Leipzig 1905. Dort S. 14.
G._ Schmölders: 10 Jahre Prohibition in den Vereinigten Staaten. Die Umschau 34, 207–211 (1930). — K. Allsop. The bootleggers; the story of Chicagos prohibition era. New Rochelle, N.Y. 1970.
Ein kurzer Bericht von L.B. Loeb über diese denkwürdige Veranstaltung erschien im ersten August-heft der Phys. Rev. 38, 579–581 (1931). Dort heißt es: „The 171st regular meeting of the American Physical Society was held at the California Institute of Technology, Pasadena, California, in affiliation with Section B of the American Association for the Advancement of Science, during the period June 15–June 20, 1931... The mornings of June 15th, 16th and 18th were occupied by symposia, the papers being by invitation and covering the following topics: Symposium on »The Physics of Crystals«... Symposium of »The Present Status of the Problem of Nuclear Structure«... Symposium on »The Production of High Energy Electrical Particles«“. Unter den Vortragenden des zweitgenannten Symposiums befinden sich W.F.G. Swann, R.H. Fowler, W. Pauli, S.A. Goudsmit und W.M. Latimer. Der Mittwoch (17. Juni) wurde für den Besuch der Symposia der Astronomen und Chemiker freigehalten. An den Nachmittagen konnte man an Exkursionen und Besichtigungen der Laboratorien teilnehmen. Ein großes Festessen mit Beteiligung von einigen Hundert Gästen und ein Vortrag des berühmten Astronomen Edwin Powell Hubble vom Mt. Wilson Observatory bildete den Abschluß. Einigen Angaben zufolge soll Pauli seine Neutrinohypothese während seines Vortrags im Kernphysikersymposium über „Problems of Hyperfine Structure“ geäußert haben. Die vielen Veranstaltungen boten Gelegenheit zur Diskussion, zumal Pauli hier in Pasadena viele Bekannte antraf. Besonders in Gesellschaft von Epstein verbrachte er angenehme Stunden, wie er später seinem Freunde Max Delbrück berichtet hat.
J.R. Oppenheimer: Two notes on the probability of radiative transitions. Phys. Rev. 35, 939–947 (1930).
O. Klein: Die Reflexion von Elektronen an einem Potentialsprung nach der relativistischen Dynamik von Dirac. Z. Phys. 53, 157–165 (1929).
F. Sauter: Über das Verhalten eines Elektrons im homogenen elektrischen Feld nach der relativistischen Theorie Diracs. Z. Phys. 69, 742–764 (1931). Eingegangen am 21. April 1931. — Zum „Kleinschen Paradoxon“. Z. Phys. 73, 547–552 (1931). Eingegangen am 14. November 1931.
E. Schrödinger: Zur Quantendynamik des Elektrons. Sitzungsberichte der Preußischen Akademie der Wissenschaften. Phys. — Math. Klasse. 1931. III, S. 63–72. Ausgegeben am 24. Februar. — Der Inhalt des genannten Schreibens an Sommerfeld, welches Schrödinger am gleichen Tage der Ausgabe verfaßte, dürfte ungefähr gleichlautend mit dem des verschollenen Briefes an Pauli sein. — Einen schönen Überblick über die hier von Schrödinger skizzierten Gedanken gibt H. Hönl in seiner: Feldmechanik des Elektrons und der Elementarteilchen. Ergebnisse der exakten Naturwissenschaften 26, 291–382 (1952).
Vgl. hierzu auch den Brief [318].
Siehe hierzu die Bohr-Biographie von Ruth Moore. Eine deutsche Übersetzung erschien im Paul List Verlag K.G., München 1970. Auf S. 176 findet man dort eine hübsche Anekdote, welche den jugendlichen Übermut der damaligen Kopenhagener Gäste zum Ausdruck bringt.
Nach Landau und Peierls sollte eine direkte Ortsmessung des Elektrons nur mit der Genauigkeit \( \Delta x \sim \frac{h} {{mc}}\sqrt {1 - \beta ^2 } = \frac{{hc}} {E}, \) und eine Impulsmessung im Zeitintervall Δt∼Δx/c nur mit der Genauigkeit \( \Delta p \sim \frac{h} {{c\Delta t}} \) möglich sein. Pauli folgerte daraus, „daß eine universelle kleinste Länge sicher nicht existieren kann.“ (Vgl. Pauli [1933], dort S. 246.)
Pauli vertrat denselben Standpunkt auch (auf S. 247) in seinem Handbuchartikel [1933]: „Von vornherein wäre allerdings eine widerspruchsfreie Theorie denkbar, die auch nicht direkt beobachtbare Größen als Hilfsmittel benützt.“
Siehe hierzu Rosenfelds eigenen Bericht: Niels Bohr in the Thirties. Consolidation and extension of the conception of complementarity. In: Niels Bohr. His life and work. North-Holland Publishing Company: Amsterdam 1968. Dort S. 114–136.
Oskar Klein ist sogar in seinem Beitrag zur obengenannten Bohrfestschrift (siehe unter c) der Auffassung, daß „with Pauli irreverence came into its own, ‚supported by Bohr’s self criticism and sense of humor“. (Vgl. O. Klein: Glimpses of Niels Bohr as scientists and thinker.)
P. Ehrenfest: Address on award of Lorentz Medal to Professor W. Pauli. Versl. Akad. Amsterdam 40, 121–126 (1931).
Die allgemeine wellenmechanische Formulierung des Pauliprinzips für Teilchen mit Spin 1/2 (Elektronen) wurde zuerst von Heisenberg in seiner Arbeit über das Heliumspektrum (Z. Phys. 40, 801 (1926)) gegeben (vgl. [136]). In einer weiteren Arbeit wurde es dann von Heisenberg auch auf die Statistik der Kerne ausgedehnt und auf die Bandenspektren der Moleküle angewandt. Vgl. Mehrkörperproblem und Resonanz in der Quantenmechanik II. Z. Phys. 41, 239–267 (1927).
Ehrenfests bildliche Ausdrucksweise machte bald Schule. Im Februar 1933 sprach Schrödinger in der Preußischen Akademie der Wissenschaften über das Thema: „Warum sind die Atome so klein?“, und Max von Laue benutzte in seinem Aufsatz: „Materie und Raumerfüllung“ (Scientia 1933, S. 402–412) Ehrenfests Formulierung.
Vgl. Pauli [1921], den Briefwechsel mit F. Klein ([10], [11], [12] und [13]) und den Kommentar zu [22].
Vgl. Pauli (1921).
Vgl. Pauli (1920b) und (1926b).
Vgl. Pauli (1923c).
Vgl. Pauli (1927a).
Vgl. Pauli (1927b).
Ehrenfest selbst hatte die Bezeichnung Spinor vorgeschlagen. Vgl. hierzu B.L. van der Waerden: Spinoranalyse. Nachr. Ges. Wiss. Göttingen, math.-phys. Klasse 1929, S. 100ff. Auch diese Abhandlung verdankt ihr Entstehen, wie van der Waerden berichtete, einer Anregung von Ehrenfest, der eine Darstellung der Spinoren wünschte, welche für den Physiker ebenso handzuhaben sei wie die Tensoranalyse. (Vgl. Pauli-Memorial-Volume, S. 236). Eine modernere Darstellung (in englischer übersetzung) findet man bei Elie Cartan: The Theory of Spinors. MIT Press: Cambridge, Mass. 1966.
Vgl. Jordan und Pauli (1928b) sowie Heisenberg und Pauli (1929) und (1930).
S. Goudsmit und E. Back: Feinstrukturen und Termordnung des Wismutspektrums. Z. Phys. 43, 321–334 (1927). — S. Goudsmit und R.F. Bacher: Separations in hyperfine structure. Phys. Rev. 34, 1501–1506 (1929). — S. Goudsmit: Theory of hyperfine structure separations. Phys. Rev. 37, 663–681 (1931). Eingegangen am 4. Februar 1931, ausgegeben am 15. März. Einen zusammenfassenden Bericht über die „Present Difficulties in the Theory of Hyperfine Structure“ übernahm Goudsmit außerdem für den Romkongreß über Kernphysik im Oktober 1931. Abgedruckt in den Atti del Convegno di Fisica Nucleare della Fondazione Alessandro Volta, Ottobre 1931. Reale Accademia d’Italia: Roma 1932. Dort S. 33–49.
In Holland waren es insbesondere P. Zeeman und H.B.G. Casimir, die sich an den Hyperfeinstrukturuntersuchungen beteiligten. Fermi hatte kürzlich eine grundlegende Arbeit über die magnetischen Momente der Atomkerne in der Z. Phys. 60, 320–333 (1930) publiziert und darüber am 28. Februar 1931 vor der Züricher Physikalischen Gesellschaft gesprochen. In Deutschland waren außer der Gruppe von H. Schüler, E. Back in Tübingen und Hans Kopfermann beim Kaiser-Wilhelm-Institut für Physikalische Chemie in Berlin-Dahlem auf diesem Gebiet tätig.
H. Schüler: Weitere Untersuchungen am ersten Li-Funkenspektrum. Z. Phys. 42, 487–494 (1927). — Zur Frage nach den Kernmomenten von Li6 und Li7. Z. Phys 66, 431–436 (1930).
H. Schüler und J.E. Keyston. Über einen Isotopeneffekt der Hyperfeinstruktur an Tl. Naturwiss. 19, 320–321 (1931). Signiert am 10. März 1931. — Eine theoretische Deutung versuchte insbesondere G. Breit durch eine genauere relativistische Theorie: Anomalies in hyperfine structures. Phys. Rev. 37, 1182–1183 (1931). Signiert am 8. April 1931. — On the hyperfine structure of heavy elements. Phys. Rev. 38, 463–472 (1931). Eingegangen am 26. Juni 1931.
Vgl. hierzu den von P. Güttinger abgefaßten Bericht über das Referat „Hyperfeinstrukturen und Kernmomente“ von H. Schüler während der Züricher Vortragswoche im Mai 1931 für die Physik. Z. 32, 667–670 (1931). Auf S. 670 befindet sich dort auch der Hinweis auf die Bemerkung von Pauli und Peierls. — In einem zusammenfassenden Bericht lieferten ferner H. Kallmann und H. Schüler über „Hyperfeinstruktur und Atomkern“ in den Ergebnissen der exakten Naturwissenschaften 11, 134–175 (1932), in dem erstmalig (auf S. 158) Paulis Neutron mit den beiden Neutronen in Zusammenhang gebracht wird, die bei der Atomzertrümmerung entstehen.
I. Waller: Bemerkungen über die Rolle der Eigenenergie des Elektrons in der Quantentheorie der Strahlung. Z. Phys. 62, 673–676 (1930). Eingegangen am 24. März 1930.
L. Rosenfeld: Zur Kritik der Diracschen Strahlungstheorie. Z. Phys. 70, 454–462 (1931). Signiert Kopenhagen, 16. Mai 1931.
Siehe hierzu L. Rosenfelds Übersichtsbericht „Über die quantentheoretische Behandlung der Strahlungsprobleme“ auf dem Kernphysikerkongreß in Rom im Oktober 1931. In: Convengo di Fisica Nucleare. Roma: Reale Accademica d’Italia 1932. Dort S. 131–135.
W. Heisenberg: Bemerkungen zur Strahlungstheorie. Ann. Phys. (5) 9, 338–346 (1931). Eingegangen am 25. Februar 1931.
P.A.M. Dirac: The quantum theory of the emission and absorption of radiation. In: The quantum theory of dispersion. Proc. Roy. Soc. London (A) 114, 243–265; 710–728 (1927).
Die gleiche Bemerkung findet man auf S. 271 in Paulis Handbuchartikel [1933].
Diesen Standpunkt hat Bohr nochmals im Oktober 1931 während seiner Ansprache auf dem Kernphysikerkongreß in Rom vertreten. Vgl. N. Bohr: Atomic Stability and Conservation Laws. In: Convengo di Fisica Nucleare Roma 1932, S. 119–130. Dort insbesondere S. 126.
L. Rosenfeld: Zur korrespondenzmäßigen Behandlung der Linienbreite. Z. Phys. 71, 273–278 (1931). Eingegangen am 1. Juli 1931.
Bohr beschäftigte sich damals mit dem Supraleitungsproblem und beabsichtigte einen kleinen Artikel darüber bei den Naturwissenschaften einzureichen. Doch andere Arbeiten hielten ihn davon ab: die Faradaylecture, die er erst im Februar 1932 abschloß, und das »Addendum« zu einer Ausgabe seiner letzten vier Vorträge unter dem Titel „Atomtheorie und Naturbeschreibung“. Hinzu kam, daß in dieser Zeit die Diskussionen mit seinen Mitarbeitern besonders intensiv waren. Siehe hierzu J.R. Nielson: Memoires of Niels Bohr. Physics Today, Oktober 1963, S. 22–30. Dort S. 24f.
Einen solchen ländlichen Ausflug in Belgien gemeinsam mit Bohr im Herbst 1931 hat Rosenfeld in seinem Beitrag für eine humoristische Festschrift des Bohrinstitutes beschrieben. L. Rosenfeld: A Voyage to Laplacia. J. of Jocular Physics 3 (1955). Abgedruckt in: Selected papers of Léon Rosenfeld. Edited by R.S. Cohen and J.J. Stachel. Dordrecht: D. Reidel Publishing Company 1979. Dort S. 704–708.
P.M.S. Blackett: Photographie künstlicher Zertrümmerungsbahnen. Physik. Z. 32, 663–665 (1931). Paulis Diskussionsbemerkung findet man dort auf S. 664.
H. Schüler: Hyperfeinstrukturen und Kernmomente. Physik. Z. 32, 667–670 (1931). Paulis Zusammenfassung dort auf S. 669–670.
E. Bretscher und E. Guth (Bearbeiter): Zusammenfassender Bericht über die Physikalische Vortragswoche der E.T.H. Zürich vom 20.–24. Mai 1931. Physik. Z. 32, 649–674 (1931).
Vgl. z.B. Samuel Glasstone: Sourcebook on Atomic Energy. New York 21958. Dort S. 179.
Es handelt sich offensichtlich um die Untersuchung »Zur Frage des elektrischen Widerstandsgesetzes für tiefe Temperaturen«, welche Peierls trotz Paulis Unwillen Ende September einreichte und in den Annalen der Physik (5) 12, 154–168 (1932) publizierte.
L. Nordheim: Zur Elektronentheorie der Metalle. I und II. Ann. Phys. (5) 9, 607–640, 641–678 (1931). In dieser Arbeit hatte Nordheim eine Interpolationsformel für den elektrischen Widerstand vorgeschlagen, welche, obwohl sie eine gute empirische Näherung darstellt, sich nicht aus der Theorie herleiten ließ. Siehe hierzu R. Peierls: Elektronentheorie der Metalle. Ergebnisse der exakten Naturwissenschaften 11, 264–322 (1932). Dort S. 317.
Dieses Thema bildete den Gegenstand von Peierls Habilitationsschrift, die er bereits im Oktober 1931 abgeschlossen hatte. Eine Veröffentlichung derselben erfolgte unter dem Titel »Zur Theorie der Absorptionsspektren fester Körper« in den Annalen der Physik (5) 13, 905–952 (1932). Eingegangen am 3. März 1932. Siehe hierzu auch die Briefe [280] und [283].
J. Frenkel publizierte damals in der Physical Review 37, 17-44, 1276–1294 (1931) eine Theorie der Umwandlung von optischer Energie in thermische Gitterenergie, welcher Peierls wegen ihrer groben Annahmen nicht zustimmen wollte. Vgl. hierzu die Bemerkungen in Peierls Habilitationsschrift (Fußnote d) und die Briefe [280] und [283]. — Pauli hatte offenbar gehört, daß Frenkel die von Paul Debye veranstalteten Leipziger Vorträge besuchen wollte, die in diesem Sommer der Molekülstruktur gewidmet waren.
Paul Güttinger (1908–1955) hatte in seiner Züricher Diplomarbeit unter Paulis Leitung »Das Verhalten von Atomen im magnetischen Drehfeld« untersucht. Ein Auszug erschien in Z. Phys. 73, 169–184 (1931). Dort findet man auch die folgenden hier von Pauli verwendeten Formeln.
E. Fermi und F. Rasetti: »Über den Einfluß eines wechselnden magnetischen Feldes auf die Polarisation der Resonanzstrahlung.« Z. Phys. 33, 246–250 (1925).
Nach Abschluß seines Physikstudiums an der ETH promovierte Egon Bretscher 1926 in Edinburgh. Anschließend war er in die Schweiz zurückgekehrt. Seit 1928 nahm er die Stelle eines Assistenten für Physik an der ETH ein. U.a. bearbeitete er das Problem der Magnetorotation in schnell veränderlichen Feldern. Vgl. E. Bretscher und W. Deck: Magnetorotation bei nichtadiabatischer Änderung des Magnetfeldes. Helv. Phys. Acta 6, 229–231 (1933).
Auf die Bedeutung der Strahlungsprozesse höherer Ordnung hatte Pauli schon in seinem Handbuchartikel [1926], S. 26 und 95, aufmerksam gemacht. Die Berechnung solcher Prozesse auf der Grundlage der Diracschen Störungstheorie sollte jetzt durch Güttinger ausgeführt werden. Im Zusammenhang damit stand die soeben erschienene Untersuchung des Lemberger Physikers Jan Blaton: Gibt es eine Doppelstreuung von Lichtquanten? Z. Phys. 69, 835–849 (1931). Eingegangen am 29. April 1931.
Vor seiner Berufung 1932 an die Universität Kiel war Albrecht Unsöld seit 1930 in der einst von Pauli eingenommenen Stellung in Hamburg tätig.
Eine Klärung dieses Sachverhaltes führten schließlich N. Bohr und L. Rosenfeld in ihrer bekannten Untersuchung zur Frage der Meßbarkeit der elektromagnetischen Feldgrößen herbei, die zuerst in Det Kgl. Danske Videnskabernes Selskab. Math.-fys. Meddelelser XII, 8. (1933) erschien. Die Ursache des paradoxen Ergebnisses war in der Annahme einer punktförmigen Testladung zur Feldmessung begründet.
Siehe hierzu L. Rosenfeld: Niels Bohr in the thirties. Enthalten in S. Rozental (ed.): Niels Bohr. His life and work as seen by his friends and colleagues. Amsterdam 1967. Dort S. 125ff. — Siehe auch [283] und [304].
O. Klein: Elektrodynamik und Wellenmechanik vom Standpunkt des Korrespondenzprinzips. Z. Phys. 41, 407–442 (1927).
Siehe [280], Anmerkung c. — Ein Auszug aus Güttingers Züricher Dissertation „Über Streuprozesse höherer Ordnung“ erschien in Helv. Phys. Acta 5, 237–261 (1932).
Vgl. L.M. Brown: The idea of the neutrino. Physics Today, September 1978, S. 23–28. Vgl. auch Goudsmits Schreiben vom 15. Mai 1934 an Darrow: „The mention of the Pauli neutron (now ‚neutrino‘) is perhaps the earliest printed statement. At least Pauli returned from the USA just at the moment when I mentioned his name in this talk.“
H. Bethe: Zur Theorie der Metalle. I. Eigenwerte und Eigenfunktionen der linearen Atomkette. Z. Phys. 71, 205–226 (1931). Eingegangen am 17. Juni 1931. Bethe stellte darin eine Anwendung seiner Methode auf die Theorie des Ferromagnetismus in Aussicht.
H. Ludloff: Zur Frage der Nullpunktsentropie des festen Körpers vom Standpunkt der Quantenstatistik. I, II und III. Z. Phys. 68, 433–492 (1931). In diesem Beitrag diskutierte Ludloff das Temperaturverhalten zweiatomiger Moleküle unter dem Einfluß von Orientierungskräften unterschiedlicher Stärke im Gitterverband.
Vgl. P.A.M. Dirac: Quantised Singularities in Electromagnetic Fields. Proc. Roy. Soc. A 133, 60–72 (1931). Eingegangen am 29. Mai 1931.
Pauli war offenbar nach seinem Vortrag in Pasadena in bezug auf seine „Neutronen“ skeptischer geworden. Vgl. hierzu den Kommentar zu [261] und die dort in Anmerkung 4 genannte Untersuchung von Carlson und Oppenheimer, die Paulis Theorie der Magnetdipole weiterführten. — Das Interesse an den Diracschen Monopolen hat in den letzten Jahren wieder zugenommen und mehrere Versuche zu ihrem Nachweis wurden unternommen. Vgl. R.A. Carrigan und W.P. Trower: Superheavy Magnetic Monopoles. Scientific American, April 1982, S. 91–99.
Casimirs Promotion war zum 3. November angesetzt. Seine Dissertation „Rotation of a rigid body in quantum mechanics“, Den Haag, Batavia 1931, fand eine äußerst lobende Besprechung durch Max Born in den Naturwissenschaften 20, 88–89 (1932), der diese Schrift als eine ausgezeichnete Einführung in das Gebiet der quantenmechanischen Kreiselsysteme empfahl.
H. Casimir: Über die Intensität der Streustrahlung gebundener Elektronen. Helv. Phys. Acta 6, 287–304 (1933). Eingegangen am 3. Juni 1933.
Vgl. L. Meitner und H.H. Hupfeld: Über das Streugesetz kurzwellige γ-Strahlen. Naturwiss. 19, 775–776 (1931). Signiert am 28. August 1931. Unter Heisenbergs Anleitung hatte sich Fritz Sauter in Leipzig ebenfalls mit dem Dispersionsproblem beschäftigt. Vgl. F. Sauter: Über den atomaren Photoeffekt bei großer Härte der anregenden Strahlung. Ann. Phys. 9, 217–248 (1931); —: Über den atomaren Photoeffekt in der K-Schale nach der relativistischen Wellenmechanik Diracs. Ann. Phys. 11, 454–488 (1931).
I. Waller: Die Streuung von Strahlung durch gebundene und freie Elektronen nach der Diracschen relativistischen Mechanik. Z. Phys. 61, 837–851 (1930).
Der Göttinger Mathematiker Landau soll 1921 gegenüber W.E. Tisdale geklagt haben, daß die von dem International Education Board gezahlten Stipendien unvernünftig hoch seien, manchmal sogar höher als die Gehälter von deutschen Professoren, welche zugleich Mitglieder der Preußischen Akademie waren. (Vgl. R. Seidel, op. cit. Anmerkung 1.) — Vgl. auch V.F. Weisskopf: My Life as a Physicist. Vortrag gehalten im Sommer 1971 während der Erice Summerschool in High-Energy Physics in Italien. Abgedruckt in V.F. Weisskopf: Physics in the Twentieth Century. Selected Essays. Cambridge, Mas. 1972. Dort S. 1–21.
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(1985). Das Jahr 1931. In: v. Meyenn, K. (eds) Wolfgang Pauli. Sources in the History of Mathematics and Physical Sciences, vol 6. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-540-78801-0_2
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