Wolfgang Ernst Pauli (25 de abril de 1900 – 15 de dezembro de 1958) foi um físico teórico austríaco e um dos pioneiros da mecânica quântica. Em 1945, após ter sido indicado por Albert Einstein, recebeu o Prêmio Nobel de Física "pela descoberta do Princípio de Exclusão, também chamado Princípio de Pauli". A descoberta envolveu a teoria do spin, parte da descrição quântica da estrutura da matéria.
Para preservar a conservação da energia na emissão beta, Pauli propôs em 1930 a existência de uma pequena partícula eletricamente neutra, chamada de "neutrino" por Enrico Fermi. Os neutrinos foram detectados pela primeira vez em 1956.
Biografia Wolfgang Ernst Pauli nasceu em 25 de abril de 1900, em Viena, filho de Wolfgang Josef Pauli, nascido Pascheles, e Bertha Camilla Schütz. Seu pai era médico e professor de química e havia se convertido do judaísmo ao catolicismo em 1899. Sua mãe era jornalista. Sua irmã, Hertha Pauli, foi escritora e atriz. Seu nome do meio foi dado em homenagem a seu padrinho, o físico Ernst Mach. Seus avós paternos vinham de famílias judias de Praga, e seu bisavô era o editor judeu Wolf Pascheles.Ernst Mach and Wolfgang Pauli's ancestors in Prague. Bertha foi criada na fé católica romana de sua mãe. Seu pai era o escritor judeu Friedrich Schütz. Pauli também foi criado como católico romano.
Pauli estudou no Döblinger-Gymnasium, em Viena, e concluiu o curso com distinção em 1918. Dois meses depois, publicou seu primeiro artigo, sobre a teoria da relatividade geral de Albert Einstein. Estudou com Arnold Sommerfeld na Universidade de Munique, onde recebeu o doutorado em 1921, com uma tese sobre a teoria quântica do hidrogênio diatômico ionizado (H2+).
Sommerfeld pediu a Pauli que fizesse uma revisão da teoria da relatividade para a Encyklopädie der mathematischen Wissenschaften. Dois meses após receber o doutorado, Pauli concluiu o artigo, que chegou a 237 páginas. Einstein o elogiou e o texto foi publicado como monografia. A obra passou a ser usada como referência sobre o assunto.W. Pauli (1926), Relativitätstheorie, Encyklopädie der mathematischen Wissenschaften, V.19, via Internet Archive.
Pauli passou um ano na Universidade de Göttingen como assistente de Max Born e o ano seguinte na Universidade de Copenhague.
esquerda|miniatura|Wolfgang Pauli dando uma aula em 1929
De 1923 a 1928, Pauli foi docente na Universidade de Hamburgo. Nesse período, formulou o princípio de exclusão e a teoria do spin não relativístico.
Em 1928, Pauli foi nomeado professor de física teórica no Instituto Federal de Tecnologia de Zurique, na Suíça. Recebeu a Medalha Lorentz em 1931. Foi professor visitante na Universidade de Michigan em 1931 e no Instituto de Estudos Avançados de Princeton, em Princeton, em 1935.
A anexação alemã da Áustria em 1938 tornou Pauli cidadão alemão, situação que se agravou quando começou a Segunda Guerra Mundial. Seus pedidos de naturalização suíça em 1938 e 1940 foram rejeitados. Em 1940, mudou-se para os Estados Unidos e foi nomeado professor de física teórica no Instituto de Estudos Avançados. Em 1946, tornou-se cidadão norte-americano naturalizado e voltou a Zurique, onde permaneceu até o fim da vida. Em 1949, recebeu a cidadania suíça.
Carl Jung A mãe de Pauli morreu por suicídio em 1927. O fracasso de seu primeiro casamento, encerrado no fim de 1930, aprofundou uma crise pessoal que o levou a procurar o psiquiatra e psicoterapeuta Carl Gustav Jung em 1932. Jung inicialmente encaminhou Pauli à analista Erna Rosenbaum, que registrou e estudou seus sonhos. Pauli passou depois cerca de dois anos em consultas diretas com Jung, encerradas em outubro de 1934.
Pauli passou a discutir criticamente a epistemologia das ideias de Jung, em especial a sincronicidade. Os dois continuaram uma longa correspondência depois do fim das consultas. Muitas dessas discussões estão publicadas nas cartas reunidas em Atom and Archetype. Jung usou mais de 400 sonhos de Pauli em Psychology and Alchemy.
Em 1933, Pauli publicou a segunda parte de seu livro sobre física, Handbuch der Physik, que tratava do novo campo da física quântica. Robert Oppenheimer chamou a obra de "a única introdução adulta à mecânica quântica".
Pesquisa miniatura|Wolfgang Pauli em 1953
Pauli trabalhou sobretudo em mecânica quântica. Publicava poucos artigos e preferia manter longas correspondências com colegas como Niels Bohr, da Universidade de Copenhague, e Werner Heisenberg, de quem era amigo próximo. Muitas de suas ideias e resultados nunca foram publicados e ficaram apenas em cartas, frequentemente copiadas e distribuídas por seus destinatários. Em 1921, Pauli trabalhou com Bohr na criação do Princípio de Aufbau, que explica o preenchimento dos elétrons em camadas. O nome vem da palavra alemã para "construção", língua que Bohr também dominava.
Em 1924, Pauli propôs um novo grau quântico de liberdade, ou número quântico, com dois valores possíveis, para resolver inconsistências entre os espectros moleculares observados e a teoria da mecânica quântica que estava sendo desenvolvida. Formulou o princípio de exclusão de Pauli, segundo o qual dois elétrons não podem ocupar o mesmo estado quântico, identificado por quatro números quânticos, entre eles seu novo grau de liberdade de dois valores. A ideia do spin surgiu com Ralph Kronig. Um ano depois, George Uhlenbeck e Samuel Goudsmit identificaram o novo grau de liberdade de Pauli como o spin do elétron. Pauli resistiu por bastante tempo a essa interpretação.S. A. Goudsmit, tradução de J. H. van der Waals, "The discovery of the electron spin".
Em 1926, pouco depois de Heisenberg publicar a teoria matricial da mecânica quântica moderna, Pauli a usou para derivar o espectro observado do átomo de hidrogênio. O resultado deu credibilidade à teoria de Heisenberg.
Pauli introduziu as matrizes de Pauli 2×2 como base dos operadores de spin e formulou a teoria não relativística do spin. Esse trabalho, que abrange a equação de Pauli, às vezes é citado como uma fonte para Paul Dirac na criação da equação de Dirac para o elétron relativístico, embora Dirac tenha dito que encontrou as mesmas matrizes de forma independente. Dirac criou matrizes de spin semelhantes, porém maiores, de 4×4, para seu tratamento relativístico do spin dos férmions.
Em 1929 e 1930, Pauli e Werner Heisenberg publicaram dois trabalhos sobre a quantização de campos, parte da formação inicial da teoria quântica de campos.
Em 1930, Pauli examinou o problema da emissão beta. Em uma carta de 4 de dezembro a Lise Meitner e outros, iniciada com "Caras senhoras e senhores radioativos", propôs a existência de uma partícula neutra até então não observada, de pequena massa, não superior a 1% da massa de um próton, para explicar o espectro contínuo da emissão beta. Pauli só apresentou publicamente a hipótese em outubro de 1933, durante a sétima Conferência de Solvay, em Bruxelas. Em 1934, Enrico Fermi incorporou a partícula, que chamou de neutrino, "pequeno neutro" em italiano, à sua teoria da emissão beta. O neutrino foi confirmado experimentalmente pela primeira vez em 1956 por Frederick Reines e Clyde Cowan, dois anos e meio antes da morte de Pauli. Ao receber a notícia, ele respondeu por telegrama: "Obrigado pela mensagem. Tudo chega àquele que sabe esperar. Pauli."
Em 1940, Pauli voltou a derivar o teorema spin-estatística, segundo o qual partículas com spin semi-inteiro são férmions, enquanto partículas com spin inteiro são bósons.
Em 1949, publicou um artigo sobre a regularização de Pauli-Villars. Regularização é o nome dado a técnicas que modificam integrais matemáticas infinitas para torná-las finitas durante os cálculos. Com isso, pode-se determinar se as quantidades intrinsecamente infinitas de uma teoria, como massa, carga e função de onda, formam um conjunto finito e calculável que pode ser redefinido a partir de seus valores experimentais. Esse procedimento recebe o nome de renormalização, remove infinitos das teorias quânticas de campos e permite calcular correções de ordem superior na teoria de perturbações.
Pauli fez repetidas críticas à síntese moderna da biologia evolutiva, e admiradores de sua obra apontaram formas de herança epigenética como apoio a seus argumentos."Conference on Wolfgang Pauli's Philosophical Ideas and Contemporary Science", organizada pelo ETH de 20 a 25 de maio de 2007. O resumo de um artigo de Richard Jorgensen sobre o tema está arquivado aqui.
Em 1900, Paul Drude propôs o primeiro modelo teórico de um elétron clássico em movimento através de um sólido metálico. O modelo clássico de Drude também foi ampliado por Pauli e outros físicos. Pauli percebeu que os elétrons livres em um metal devem obedecer à estatística de Fermi-Dirac. A partir dessa ideia, desenvolveu a teoria do paramagnetismo em 1926. Pauli disse: "Festkörperphysik ist eine Schmutzphysik", ou "a física do estado sólido é a física da sujeira".
Personalidade e amizades miniatura|250px|Wolfgang Pauli, cerca de 1924
O chamado efeito Pauli recebeu esse nome por causa da anedótica capacidade atribuída a Pauli de quebrar equipamentos experimentais apenas por estar perto deles. Pauli conhecia essa reputação e ficava satisfeito quando o efeito parecia ocorrer. Esses episódios acompanhavam suas investigações controversas sobre a legitimidade da parapsicologia, em especial sua colaboração com C. G. Jung a respeito da sincronicidade.Harald Atmanspacher e Hans Primas (1996), "The Hidden Side of Wolfgang Pauli: An Eminent Physicist's Extraordinary Encounter With Depth Psychology", Journal of Consciousness Studies, 3: 112–126. Max Born considerava Pauli "comparável apenas ao próprio Einstein... talvez até maior". Einstein declarou Pauli seu "herdeiro espiritual".
Pauli era perfeccionista, inclusive com o trabalho de seus colegas. Na comunidade da física, recebeu o apelido de "consciência da física", o crítico perante o qual seus colegas respondiam. Podia ser mordaz ao rejeitar uma teoria que julgasse insuficiente, muitas vezes classificando-a como ganz falsch, "totalmente errada".
Sua crítica mais severa ficava reservada a teorias ou teses apresentadas de modo tão pouco claro que não podiam ser testadas nem avaliadas e, por isso, não pertenciam propriamente ao domínio da ciência, embora se apresentassem como científicas. Eram piores do que erradas, pois não podiam ser demonstradas como erradas. A respeito de um trabalho desse tipo, Pauli disse: "Isso nem sequer está errado!"
Uma fala atribuída a Pauli em seu primeiro encontro com outro físico, Paul Ehrenfest, numa conferência, expõe sua fama de arrogante. Ehrenfest conhecia os artigos de Pauli e estava bastante impressionado com eles. Depois de alguns minutos de conversa, disse: "Acho que gosto mais do seu artigo da Enciclopédia [sobre a teoria da relatividade] do que gosto de você." Pauli respondeu: "Que estranho. No meu caso, em relação a você, é justamente o contrário."Oskar Klein, citado em Jagdish Mehra e Helmut Rechenberg, The Historical Development of Quantum Theory, Springer, 2000, p. 488, , versão no Google Books. Os dois se tornaram grandes amigos a partir daí.
Uma imagem mais afetuosa aparece na história a seguir, também relatada no artigo sobre Dirac: