Abstract
The story of the discovery of the neutrino as is well known, has been distorted by a number of legends. The factual information now available from the Pauli Correspondence shows the neutrino so to speak, as a by-product of a much more comprehensive revision of the foundations of physics, to which end the efforts of several great theoreticians were directed in order to overcome the theoretical difficulties confronting nuclear physics at the beginning of the 1930's. The well known letter from Pauli to the “radioactive ladies and gentlemen” outlines merely the properties of a particle postulated by this theory. Had the complete theory been revealed these would have won little attention because of the inherent difficulties it still contained. Nevertheless the predicted qualities of this hypothetical particle corresponded exactly with observational data and allowed in addition the preservation of the tried and tested conservation laws. Accordingly an incomplete theory led to a fruitful development in physics.
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Literatur
Die Frage, ob ein Ende der physikalischen Grundlagenforschung in nächster Zukunft zu erwarten ist, wird auch heute wieder in der Öffentlichkeit erörtert. Vg. hierzu „Der Experten-Streit: In der Welt der Physik ist bald alles erklärt”. Bild der Wissenschaft, April 1982, S. 134; Hawking, S.: Is end in sight for theoretical physics? Inaugural Lecture, University of Cambridge, April 1980
In Wien widmete man diesem Thema einen ersten Zyklus von fünf Vorträgen, zu dem sich herausragende Gelehrte der verschiedenen Fachrichtungen wie Hermann Mark, Hans Thirring, Hans Hahn und Karl Menger äußerten. Vgl. „Krise und Neuaufbau in den exakten Wissenschaften”. Leipzig und Wien 1933
Gehrcke, E.: Forsch. Fortschr. 6, 119 (1930)
Planck hatte am 2. Dezember 1928 in einem Vortrag vor der Notgemeinschaft von einer Krisis der physikalischen Weltanschauung gesprochen und damit die allgemeine Aufmerksamkeit auf diesen Punkt gelenkt. Vgl. Planck, M.: Forsch. Fortschr. 5, 16 (1929)
Der gegenwärtige Stand der Physik. Neue Freie Presse, Wien, 17. Oktober 1931, S. 8
Dirac, P.A.M.: Proc. Roy. Soc. A 133, 60 (1931). In dieser Arbeit führte Dirac auch seine magnetischen Monopole ein, über die er 1931 in Pasadena referierte, als Pauli dort zum erstenmal seine Neutrinohypothese öffentlich bekanntgab
Pauli, W.: Wissenschaftlicher Briefwechsel. Band II: 1930–1939. Dort in dem Schreiben [261] vom 12. Dezember 1930 an Oskar Klein. Auf die in dieser Briefedition enthaltenen Briefe wird im folgenden durch Angabe der dort verwendeten Briefmuster (in eckigen Klammern) verwiesen
Gamow, G.: Der Bau des Atomkerns und die Radioaktivität. Leipzig 1932. Paulis Besprechung s. Naturwissenschaften 20, 582 (1932)
In seiner berühmten Bakerian Lecture vom 3. Juni 1920 hatte Rutherford einen großartigen Überblick über den Stand der Kernforschung und ihre Zukunft gegeben. Außerdem wurden hier einige mögliche Kernmodelle vorgeschlagen und auf die Wahrscheinlichkeit eines schwer nachzuweisenden neutralen Kernteilchens hingewiesen, welches aus einer stabilen Verbindung zwischen einem Proton und einem Elektron bestehen sollte. Vgl. Rutherford, E.: Proc. Roy. Soc A 97, 374 (1920)
Siehe hierzu Fajans, K.: Naturwissenschaften 7, 729 (1919); Kossel, W.: Physik. Z. 20, 265 (1919); Lenz, W.: Naturwissenschaften 8, 181 (1920); Smekal, A.: ibid. 9, 77, 93 (1921); Kallmann, H.: ibid. 9, 417 (1921)
Lenz, W.: Sitzungsber. bayer. Akad. Wiss. 1918, 355; Z. Elektrochem. 26, 277 (1920). Ein klassischer Vorläufer seines Modells war Haas, A.: Physik. Z. 18, 400 (1917), wobei der Kern ähnlich wie das Thomsonsche Atommodell gebaut war. Vgl. hierzu Schmidt, H.: Physik. Z. 20, 448 (1919)
Smekal, A.: Naturwissenschaften 8, 640 (1920). Experimentelle Hinweise erhielt Rutherford schon 1919 bei seinen Streuexperimenten mit α-Teilchen an H-Kernen
Aston, F.W.: Isotopes. London 1922
Siehe hierzu Stern, O., Volmer, M.: Ann. Phys. 59, 225 (1919); Smekal, A.: Naturwissenschaften 8, 206 (1920). Ursprünglich hatte Swinne, R. 1913 versucht, durch Nachweis der Massendefekte eine Bestätigung für die Relativitätstheorie zu erbringen (Physik. Z. 14, 146 (1913)). Inzwischen war die Relativitätstheorie aber soweit gesichert, daß man nun den umgekehrten Weg beschreiten konnte
Smekal, A.: Z. Phys. 10, 275 (1922)
Gehrcke, E.: Physik. Z. 22, 150 (1921); Meitner, L.: Naturwissenschaften 9, 423 (1921); Neuburger, M.C.: Physik. Z. 23, 133 (1922); Valeras, F.D.: ibid. 23, 304 (1922); Kaluza, Th.: ibid. 23, 474 (1922); Sander, R.A.: Z. Kristallogr. 57, 611 (1923); Meitner, L.: Naturwissenschaften 15, 369 (1927); Thirring, H.: Ergebn. exakt. Naturwiss. 7, 384 (1918)
Siehe hierzu Meitner, L.: Naturwissenschaften 14, 863 (1926)
Pauli, W.: Naturwissenschaften 12, 741 (1924). Erste Reaktionen auf Paulis Vorschlag dokumentierten sich in den zusammenfassenden Berichten über spektroskopische Nachweise von Isotopen durch Joos, G.: Physik. Z. 26, 357 (1925). Siehe auch die kritischen Anmerkungen von Goudsmit, S.A.: Physics Today, Juni 1961, S. 18
Der Kenntnisstand auf diesem Gebiet um 1930 zeigt sich in dem zusammenfassenden Referat von Kronig, R., Frisch, S.: Physik, Z. 32, 457 (1931). Eine Zusammenstellung der Ergebnisse über Hyperfeinstrukturbestimmungen findet man bei Kallmann, H., Schüler, H.: Ergebn. exakt. Naturwiss. 11, 134 (1932)
Einen zusammenfassenden Überblick über die Schwierigkeiten in der Kerntheorie lieferte Niels Bohr in seiner berühmten Faraday Lecture „Chemistry and the Quantum Theory of Atomic Constitution” vom 8. Mai 1930. J. Chem. Soc. 1932, 349
Heitler, W., Herzberg, G.: Naturwissenschaften 17, 673 (1929)
Kronig, R.: ibid. 16, 335 (1928)
Siehe hierzu Bohr, N., in: Convengo di Fisica Nucleare, Roma 1932, S. 119
Siehe hierzu Meitner, L.: Naturwissenschaften 22, 174 (1934); Gentner, W.: Physik. Z. 38, 836 (1937). Gamow berichtet später in einem Interview, Pauli habe einmal in einer Züricher Bar Delbrück wegen dieser Idee getadelt. Delbrück begann schließlich an seinen physikalischen Talenten zu zweifeln und wendete sich in der Folge der Biologie zu (vgl. auch Brief [317] der Pauli-Korrespondenz)
Ellis, Ch.D., Wooster, W.A.: Proc. Roy. Soc. A 117, 109 (1928)
Bohr meinte auf diese Weise auch einen Mechanismus für Energieerzeugung in den Sternen gefunden zu haben. Auf diese Spekulationen spielte Pauli an, als er Bohr in einem Schreiben [231] riet, die „Sterne in Frieden strahlen” zu lassen
Lise Meitner lieferte einen ersten Bericht über diese Versuche und die mit ihr einhergehenden theoretischen Probleme während der Physikalischen Vortragswoche der ETH in Zürich im Juli 1929. Vgl. Brief [219] der Edition
Aus Paulis Schreiben [231] vom 17. Juli 1929 an Bohr
Teller, E., in: Müller-Pouillets Lehrbuch der Physik, Band IV, S. 546. Braunschweig 1933
Brief [259] der Pauli-Briefedition
Einen Hinweis auf eine solche Korrespondenz findet man in einem Brief Heisenbergs vom 1. Dezember 1930 an Pauli (Brief [258] der Briefedition)
Brief [380] der Briefedition
Diese Angaben sind z.B. in einem Schreiben Heisenbergs vom 10. März 1930 an Bohr enthalten. Das hier skizzierte Problem hat gewisse Ähnlichkeiten mit der Theorie der Leitfähigkeit und des Hall-Effektes in einem Festkörper, die damals von Heisenbergs ehemaligem Assistenten Rudolf Peierls entwickelt wurde
Vgl. Pauli, W.: Handbuch der Physik, Band 24/1, S. 216. Berlin 1933
Zu diesem Einwand gesellte sich später mit der relativistischen Verallgemeinerung der Unschärferelation durch Landau und Peierls ein weiteres Argument und veranlaßte Pauli zu der Äußerung, „daß eine universelle kleinste Länge sicher nicht existieren kann.”
Zitiert aus einem Schreiben Paul Ehrenfests vom 24. April 1930 an Goudsmit
Brief [261] der Brief-Edition vom 12. Dezember 1930
Nernst, W.: Theoretische Chemie, S. 398. Stuttgart 1909
Fürth, R.: Naturwissenschaften 17, 688, 728 (1929)
Aus einem Schreiben vom 29. September 1929 an Ehrenfest (Brief [237] der Edition)
Vgl. z.B. Pauli, W.: Handbuch der Physik, Band 24, Teil 1. Berlin 1933. Dort auf S. 233 zeigte Pauli, wie man auch ohne das „Zusatzglied” auskommt
Eine Diskussion der Eigenschaften dieser Gleichung lieferten Carlson, J.F., Oppenheimer, J.R.: Phys. Rev. 41, 763 (1932), nachdem sie Paulis Ideen während des Pasadena-Meetings im Juni 1931 kennengelernt hatten
In seinem „Encomium” am 10. Dezember 1945 anläßlich der Verleihung des Nobelpreises an Pauli in Princeton erwähnte Hermann Weyl, daß jemand auch schon den Namen Paulino für das Neutrino vorgeschlagen habe
Brief [366] der Edition
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Armin Hermann danke ich für die Durchsicht des Manuskriptes.
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von Meyenn, K. Pauli, das Neutrino und die Entdeckung des Neutrons vor 50 Jahren. Naturwissenschaften 69, 564–573 (1982). https://doi.org/10.1007/BF00396352
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