Wolfgang Pauli  


Fachliche Leistung

Pauli gehörte zu den großen Physikern des 20. Jahrhunderts. An den wichtigen Entwicklungen zu seinen Lebzeiten, der Quantenmechanik, der Kernphysik, der modernen Feldtheorie und der Teilchenphysik, hatte er wesentlichen Anteil.
In den Jahren 1924/25 gelang Pauli mit der Definition des Ausschließungsprinzips grundlegende Entdeckungen, die für das Verständnis der Atomstruktur unentbehrlich geworden sind. Bohr hatte bei seiner Theorie des periodischen Systems den etwas vagen Begriff der Resonanz zwischen den Elektronenbahnen gebraucht. Pauli ersetzte diesen Begriff durch eine ganz andersartige Vorstellung, nach der jede Quantenbahn im Atom nur durch ein Elektron besetzt werden kann. Im (Wasserstoff-) Atom dürfen die Elektronen demnach niemals in allen (vier) Quantenzahlen übereinstimmen. Dieses sogenannte Pauli(-sche Ausschließungs)prinzip lieferte unmittelbar den Schlüssel zum völligen Verständnis des periodischen Systems der Elemente und wurde grundlegend für die Atomphysik. Es erklärte die Stabilität chemischer Verbindungen und war auch für das Verständnis der Struktur der Atomkerne unentbehrlich. Für diese Entdeckung erhielt er 20 Jahre später den Nobelpreis.

Mit dem 1925 publizierten Ausschließungsprinzip war die Entdeckung einer bis dahin unbekannten, klassisch nicht beschreibbaren Zweiwertigkeit verbunden, die sich wenig später als Elektronenspin herausstellte. 1927 gelang es Pauli, den Spin mit Hilfe zweidimensionaler Matrizen, die heute seinen Namen tragen, in den quantentheoretischen Formalismus einzuführen. Ende der dreißiger Jahre konnte er den Zusammenhang zwischen Teilchenspin und Statistik klären.
1931 konnte Pauli durch eine sorgfältige Analyse der Beobachtungen beim Beta- Zerfall die Existenz eines neuen Elementarteilchen, des sogenannten Neutrinos, vorhersagen. Seine Hypothese der Existenz des Neutrinos war ein grundlegender Beitrag zur Entwicklung der Elementarteilchentheorie. Der direkte experimentelle Nachweis dieses Teilchens wurde allerdings erst 1956 mit den modernsten Hilfsmitteln der Experimentiertechnik geführt.

Neben der Begründung der Quantenelektrodynamik mit Werner Heisenberg wurde Pauli in der Quantenfeldtheorie durch einen allgemeineren Beweis des auf einer Arbeit des Göttinger Theoretikers Gerhard Lüders ruhenden CTP-Theorems bekannt, das eine grundlegende Symmetrie nachweist. Sie verbindet Raum- und Zeitspiegelungen (P, T) mit der Änderung des Vorzeichens der elektrischen Ladung (C).

Hinter der Sachlichkeit Paulis verbarg sich auch ein Interesse an dem Zusammenspiel von rationalen und irrationalen Elementen in der menschlichen Persönlichkeit.
Seine ausgedehnten Gespräche über dieses Thema mit dem Psychologen Carl Gustav Jung führten zu einem gemeinsamen Buch (Naturerklärung und Psyche 1952).