Bericht über die allgemeinen Eigenschaften der Elementarteilchen

Zusammenfassung

Die Forderungen der Relativitätstheorie und der Quantentheorie bestimmen das Verhalten der Elementarteilchen so weitgehend, daß nur eine beschränkte Anzahl von einfachen Möglichkeiten für die Bewegungsgleichungen freier Teilchen angegeben werden kann, von denen auch ein erheblicher Teil in der Natur verwirklicht zu sein scheint. Sobald man jedoch die Wechselwirkung der Teilchen berücksichtigen will, so stehen die Aussichten für eine wirkliche Theorie dieser Wechselwirkungen viel ungünstiger. Zwar können rein formal die Forderungen von Relativitätstheorie und Quantentheorie noch befriedigt werden, aber jede derartige Theorie scheint zu divergenten Resultaten zu führen. Die Gründe hierfür lassen sich leicht angeben: Wegen der Vertauschungsrelationen für die Wellenfunktionen hat der Wert einer Wellenfunktion in einem bestimmten Raum-Zeitpunkt (im Gegensatz zum Mittelwert über ein Gebiet) unendliche Eigenwerte. Jede nichtlineare Wellengleichung, die neben einer Wellenfunktion auch das Produkt zweier oder mehrerer Wellenfunktionen am gleichen Ort enthält, ist also gewissermaßen eine Differentialgleichung mit unendlichen Koeffizienten. In einer nichtrelativistischen Wellentheorie tritt diese Schwierigkeit nicht notwendig auf. Denn dort kann die Wechselwirkung durch Fernwirkungskräfte hervorgerufen werden, so daß die Wellenfunktion an einem bestimmten Ort in der Differentialgleichung mit einem Integral über die Wellenfunktion (mal Potentialfunktion) über ein Raumgebiet multipliziert ist. (Vgl. die Klein-JordanWignersche Theorie

This review, which Heisenberg finished in the beginning of June 1939, had been intended to form the second half of a joint report with Wolfgang Pauli, entitled ‘Bericht über die allgemeinen Eigenschaften der Elementarteilchen’ (‘Report on the General Properties of Elementary Particles’), for the 8^e Conseil de Physique (8th Solvay Conference) in Brussels, 22 – 29 October 1939. Due to war conditions, however, the conference was cancelled. Heisenberg’s two chapters ‘Die Wechselwirkung der Elementarteilchen’ and ‘Die Grenzen der bisherigen Theorie’, represented Parts II and III of the report, while Pauli treated in Part I the general properties of free particles. Pauli later published an improved form of this contribution as ‘Relativistic Field Theories of Elementary Particles’ in Rev. Mod. Phys. 13 203–232 (1941). Heisenberg’s parts, published here for the first time, and Pauli’s article constitute a consistent status report on elementary particle theory at the end of the thirties. (Editors)