Auszug
Seit mehreren Jahren hatte man sich nun schon vergeblich bemüht, eine „exakte“ relativistische Theorie der Elementarteilchen aufzustellen. Bisher war es jedoch nicht gelungen, das Auftreten unendlicher Selbstenergien und anderer Divergenzen in einer derartigen Theorie zu umgehen.
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Literatur
Einen allgemeinen Überblick aus späterer Sicht findet man bei G. Wentzel: Quantum Theory of Fields (until 1947). Enthalten im Pauli-Memorial-Volume. Dort S. 48–77. Siehe auch G. Wentzel: Probleme der Kraftwirkungen im Atomkern. In „Neue Wege exakter Naturerkenntnis.“ Fünf Wiener Vorträge. Wien 1939. Dort S. 14–25.
Siehe hierzu W. Bothe: Schnelle und langsame Mesotronen in der kosmischen Ultrastrahlung. Naturwiss. 27, 305–312 (1939). — H. Thirrung: Der gegenwärtige Stand unserer Kenntnisse von der kosmischen Strahlung. Enthalten in der unter 1 genannten Vortragsreihe. Dort S. 26–62.
Siehe hierzu N. Kemmer: Die Anfänge der Mesonentheorie und des verallgemeinerten Isospins. Phys. Bl. 39, 170–175 (1983).
A. Sommerfeld und H. Welker: Künstliche Grenzbedingungen beim Keplerproblem. Ann. Phys. 32, 56–65 (1938).
Sommerfelds damaliger wissenschaftlicher Assistent Heinrich Welker (1912–1982) beschäftigte sich intensiv mit der Theorie der Supraleiter, die noch immer zu den „ungelösten Problemen“ der damaligen Physik gehörte. Siehe z.B. H. Welkers Vortrag auf dem Physikertag in Baden-Baden vom 11.–16. September 1938 „Über ein elektronentheoretisches Modell des Supraleiters.“ Physik. Z. 39, 920–924 (1938), in dem er als erster die Vorstellung der Energielücke einführte. —: Supraleitung und magnetische Austauschwechselwirkung. Z. Phys. 114, 525–551 (1939).
P.A.M. Dirac: La théorie de l’électron et du champ éléctromagnétique. Ann. Inst. Henri Poincaré 9, 13–49 (1939).
P.A.M. Dirac: Classical theory of radiating electrons. Proc. Roy. Soc. A 167, 148–169 (1938).
Siehe Briefe [535]–[537].
Die folgende Darstellung ist Gegenstand der am 22. Juni 1939 von Kemmer eingereichten Publikation: The particle aspect of meson theory. Proc. Roy. Soc. A 173, 91–116 (1939). — Siehe hierzu auch W. Pauli: Relativistic Field Theories of Elementary Particles. Rev. Mod. Phys. 13, 203–232 (1941). Dort S. 277ff.
R.J. Duffin: On the characteristic Matrices of covariant systems. Phys. Rev. 54, 1114 (1938).
H. Tetrode: Der Impuls-Energiesatz in der Diracschen Quantentheorie des Elektrons. Z. Phys. 49, 858–864 (1928).
Siehe W. Gordon: Der Strom der Diracschen Elektronentheorie. Z. Phys. 50, 630–632 (1928).
N. Kemmer: Zur Theorie der Neutron-Proton Wechselwirkung. Helv. Phys. Acta 10, 47–67 (1937). Dort S. 50.
C. Møller und L. Rosenfeld: Theory of Mesons and Nuclear Forces. Nature 143, 241–242 (1939). Signiert Kopenhagen, 6. Januar 1939.
F.J. Belinfante: A New Form of the Baryteron Equation and Some Related Questions. Nature 143, 201 (1939). Signiert 22. Dezember 1938.
B.L. van der Waerden: Moderne Algebra. Leipzig 1936.
E. Artin: Darstellungstheorie halbeinfacher Systeme. Eine 44 Seiten umfassende Mitschrift dieser Vorlesung befindet sich im Pauli-Nachlaß bei CERN in Genf.
Pauli (1935a).
Vgl. hierzu J. Géhéniau: Sur la mécanique ondulatoire de l’electron lourd. Comptes Rendus Acad. Sci. Paris 207, 1173–1175 (1938).
Siehe hierzu H.J. Bhabha: Fundamental length introduced by the theory of the mesotron. Nature 143, 276–277 (1939). — H. Carmichael und C.N. Chou: Production of bursts and the spin of the meson. Proc. Ind. Acad. Sci. 10 A, 221 (1939).
K. Schmeiser und W. Bothe: Die Entstehung der harten Ultrastrahlschauer. Naturwiss. 25, 833 (1937).
W. Heisenberg: Zur Theorie der Schauer in der Höhenstrahlung. Z. Phys. 101, 533–540 (1936).
W. Heisenberg: Die Grenzen der Anwendbarkeit der bisherigen Quantentheorie. Z. Phys. 110, 251–266 (1938). — Siehe hierzu auch Paulis Bemerkung in [551].
H.J. Bhabha: On the theory of heavy electrons and nuclear forces. Proc. Roy. Soc. A 166, 501–528 (1938). — W. Heitler: Showers produced by the penetrating cosmic radiation. Proc. Roy. Soc. A 166, 529–543 (1938).
H. Bhabha: The fundamental length introduced by the theory of the mesotron (meson). Nature 143, 276–277 (1939). Signiert Cambridge, 17. Dezember 1938.
W. Heisenberg: Zur Theorie der explosionsartigen Schauer in der kosmischen Strahlung. II. Z. Phys. 113, 61–86 (1939). Eingegangen am 5. Mai 1939.
Briefe [544] und [545].
Brief [543].
Vgl. den Brief [544].
Siehe hierzu den Brief [542] und den Zusatz zu [543].
Brief [541].
Fierz und Pauli (1939c).
Wahrscheinlich handelt es sich um die schweren Elementarteilchen, die damals besonders von Wentzel in Zürich diskutiert wurden. Siehe G. Wentzel: Zur Theorie der β-Umwandlung und der Kernkräfte. I und II. Z. Phys. 104, 34–47 (1936); 105, 738–746 (1937).
Siehe hierzu U. Fano: Zur Deutung der elektrischen Quadrupolmomente der Atomkerne. Naturwiss. 25, 602 (1937). — H. Fröhlich und W. Heitler: Magnetic moments of the proton and the neutron. Nature 141, 37 (1938). Signiert Bristol, 24. November 1937. — W. Heitler: Mesons and the magnetic moments of proton and neutron. Nature 145, 29–30 (1940). Signiert 28. November 1939. — H. Fröhlich, W. Heitler und B. Kahn: The photodisintegration of the deuteron in the meson theory. Proc. Roy. Soc. A 174, 85–102 (1940). Eingegangen am 14. August 1939. In dieser letzten Arbeit wird das Quadrupolmoment des Deuterons aus der Voraussetzung abgeleitet, daß der Grundzustand aus einer Mischung von 3 S und 3 D 1-Zuständen besteht. Entsprechende Experimente veröffentlichten J.M.B. Kellog, I.I. Rabi, N.F. Ramsay und J.R. Zacharias: An electrical quadrupole moment of the deuteron. Phys. Rev. 55, 318–319 (1939).
Siehe H.A. Bethe: The Meson theory of nuclear forces and the quadrupole moment of the Deuteron. Phys. Rev. 55, 1130 (1939). —: Meson theory of nuclear forces. Part II.
Siehe G. Breit: Approximately relativistic equations. Phys. Rev. 53, 153–173 (1938). Eingegangen am 9. November 1937.
H. Fröhlich, W. Heitler und B. Kahn: Deviations from the Coulomb Law for the proton. Proc. Roy. Soc. 171, 269–280 (1939). Eingegangen am 13. Februar 1939. Diese Arbeit wurde — zur Unterscheidung von einer früheren Untersuchung (FHK1) von Fröhlich, Heitler und Kemmer — als FHK2 bezeichnet. — Siehe hierzu auch Paulis Bemerkung im folgenden Brief [548].
Fierz und Pauli (1939c).
Siehe hierzu die Ankündigung der „Internationalen Tagung für Physik 4.–16. September 1939 in Zürich“ in der Physik. Z. 40, 356 (1939). In der Sektion Kernphysik wollten Bohr, Chadwick, Euler, Hahn, Heisenberg, Joliot, Millikan und Rasetti Vorträge übernehmen. Außerdem war eine Sektion Festkörperphysik, Technische Physik und Fernsehen vorgesehen.
Vgl. Pauli und Fierz (1939b). — Siehe hierzu auch den Entwurf von Paulis Solvayreport, Kapitel II, § 5: „Bemerkungen über Gravitationswellen und Gravitationsquanten (Spin 2).“ Ein Maschinenskript befindet sich im Pauli-Archiv bei CERN in Genf.
Siehe hierzu Fierz und Pauli (1939c) und Heisenbergs 2. Arbeit über die Schauertheorie (Kommentar zu [546], Anm. 6); dort S. 79 weitere Bemerkungen über die Definition von D.
Ernst C.G. Stückelberg: Die Wechselwirkungskräfte in der Elektrodynamik und in der Feldtheorie der Kernkräfte. Teil I, II und III. Helv. Phys. Acta 11, 225–244, 299–328 (1938). — Vgl. hierzu auch G. Wentzel: Zum Problem des statischen Mesonenfeldes. Helv. Phys. Acta 13, 269–308 (1940).
H.J. Bhabha: Classical theory of mesons. Proc. Roy. Soc. A 172, 384–404 (1939). Eingegangen am 29. Juni 1939. Siehe auch [554].
R.C. Williams: The fine structures of H α and D α under varying discharge conditions. Phys. Rev. 54, 558 (1938).
Siehe hierzu den vorhergehenden Brief [550], Anm. a und [540], Anm. b.
H. Carmichael und E.G. Dymond: High altitude cosmic radiation measurements near the geomagnetic pole. Proc. Roc. Roy. Soc. A 171, 321–344 (1939). —: Ballon Experiments in High Latitudes. Nature 144, 294–295 (1939).
Siehe Brief [562].
In der Physik. Z. 40, 320 (1939) steht folgende Mitteilung: „Ernannt der a.o. Professor an der Universität Genf, Dr. E.C.G. Stückelberg von Breidenbach zum ord. Professor der theoretischen Physik an derselben Hochschule.“
Über die klassischen Modelle des Spin-Elektrons vgl. Kramers, Grundlagen der Quantentheorie, Teil II,g Thomas, Phil. Mag. 3, 1, 1927h und speziell Frenkel, Z. Phys. 37, 243, 1926.i Zum oben erwähnten Polarisationseffekt von Mott, auch F. Sauter, Ann. Phys. 18, 61, 1933.j
Siehe hierzu [551].
Siehe [546].
P.A.M. Dirac: The quantum theory of the emission and absorption of radiation. Proc. Roy. Soc. A 114, 243–265 (1927).
Siehe Heisenbergs Brief [552]. In der Veröffentlichung ist η durch die exakte Rechnung ersetzt.
Anspielung auf Diracs formalistische Betrachtungsweise.
Vgl. N.F. Mott: The scattering of fast electrons by atomic nuclei. Proc. Roy. Soc. A 124, 425–442 (1929).
H.A. Kramers: Quantentheorie des Elektrons und der Strahlung. Leipzig 1938.
L.H. Thomas: The kinematics of an electron with an axis. Phil. Mag. 3, 1–22 (1927).
J. Frenkel: Die Elektrodynamik des rotierenden Elektrons. Z. Phys. 37, 243–262 (1926).
F. Sauter: Über den Mottschen Polarisationseffekt bei der Streuung von Elektronen an Atomen. Ann. Phys. 18, 61–80 (1933).
Siehe den Kommentar zu [549].
Siehe L. de Broglie: Une nouvelle conception de la lumière. Paris 1934.
Brief [552].
Siehe hierzu auch [554].
Siehe hierzu auch Paulis Bemerkungen in [554].
Siehe den Kommentar zu [459].
Siehe Paulis endgültige Einteilung in [570].
Jordan und Pauli (1928b).
Heitlers Bericht sollte lauten: „The Neutron from the theoretical point of view.“ Eine Absprache über die Bezeichnungen mit Heitler, mit dem Pauli darüber korrespondierte, war nicht mehr möglich [570].
Brief [542].
V.F. Weisskopf: On the self-energy and the electromagnetic field of the electron. Phys. Rev. 56, 72–85 (1939). Eingegangen am 12. April 1939.
Siehe [540] und [551].
W. Heisenberg. Bemerkungen zur Diracschen Theorie des Positrons. Z. Phys. 90, 209–231 (1934).
Siehe hierzu [540].
Brief [557].
Siehe die in [551], Anm. b genannte Untersuchung von Bhabha.
Siehe den Kommentar zu [546], Anm. 2.
Siehe [562], Anm. c.
Siehe den Kommentar zu [549] und [562].
Siehe hierzu [562], Anm. g. Pauli veröffentlichte solche Vorschläge zu einer einheitlichen Bezeichnung in seiner bekannten Abhandlung über „The connection between spin and statistics.“ Phys. Rev. 58, 716–722 (1940).
Als Habilitationsschrift diente ihm die schon mehrfach genannte Untersuchung „Über die relativistische Theorie kräftefreier Teilchen mit beliebigem Spin“, die in Helv. Phys. Acta 12, 3–37 (1939) abgedruckt wurde.
J.M. Jauch: Über die Energie-Impuls-Tensoren und die Stromvektoren in der Theorie von Dirac für Teilchen mit Spin größer als h/2. Helv. Phys. Acta 11, 375–377 (1938).
Fierz und Pauli (1939c).
R.J. Duffin: On the characteristic matrices of covariant systems. Phys. Rev. 54, 1114 (1938). — Siehe auch [541]. — Duffin arbeitete am Department of Mathematics an der Purdue University.
Pauli (1936b, c).
Die Berichte über das „Symposium on Cosmic Rays“ wurden im Juli-Oktober-Heft des Review of Modern Physics abgedruckt, darunter eine kurze Zusammenfassung über Heisenbergs Vortrag „On the theory of explosion showers in cosmic rays“ (Rev. Mod. Phys. 11, 241 (1939)). — U.a. wollte man gerne Heisenberg auch in Michigan hören. Am 17. Juli schrieb ihm Goudsmit: „I hope that you can fullfill your promise to visit us this coming week-end. There are several people here who are very anxious to discuss a few problems with you. Fermi would be very disappointed if he did not have a chance to see you.“
W. Heisenberg: Bemerkungen zur Diracschen Theorie des Positrons. Z. Phys. 90, 209–231 (1934).
Brief [567].
N. Kemmer: The charge-dependence of nuclear forces. Proc. Cambr. Phil. Soc. 34, 354–364 (1938).
Siehe hierzu den Aufsatz von G. Rasche: Zur Geschichte des Begriffes „Isospin“. Arch. Hist. Exact Sci. 7, 257–276 (1971). Dort insbesondere S. 273f.
Bohr war Anfang Juni aus Amerika zurückgekehrt. Am 23. Juni nahm er an einer Sitzung in der Royal Society teil und berichtete über die Entdeckung der Uranspaltung durch Hahn und Straßmann. (Vgl. Nature 144, 46 (1939)). Darüber hatte er auch schon in Amerika vorgetragen, wie aus einem Schreiben Uhlenbecks vom August 1939 an Goudsmit hervorgeht. „Ich hörte via Bohr von den neuen Uran-Experimenten von Hahn. Es scheint, daß der U-Kern bei Neutronenbeschuß manchmal in zwei gleiche Stücke zerfällt. Fermi will das testen.“
Siehe Brief [562].
Siehe hierzu den Brief [569].
Siehe hierzu den Kommentar zu [549] und den Brief [570]. Die Untersuchung über Spin und Statistik publizierte Pauli später im Phys. Rev. 58, 716–722 (1940).
Im Jahre 1939 trat Yukawa seine erste Auslandsreise an, die er dann aber wegen Ausbruchs des Weltkrieges abbrechen mußte. Siehe hierzu L.M. Browns Einleitung zu „Hideki Yukawa, ‚Tabibito‘.“ World Scientific Publishing Co. o.O. 1982. Dort S. 31.
Siehe die Briefe [566] und [572].
Fierz und Pauli (1939c). — Vgl. auch M. Fierz: Über den Drehimpuls von Teilchen mit Ruhemasse Null und beliebigem Spin. Helv. Phys. Acta, 13, 45–60 (1939). Eingegangen am 30. November 1939.
Siehe hierzu N. Arley und W. Heitler: Neutral particles in cosmic radiation. Nature 142, 158 (1938).
Siehe Brief [572].
Vgl. [573], Anm. d. — Siehe hierzu auch V. Mukherji: A History of the Meson theory of nuclear forces from 1935 to 1952. Arch. Hist. Exact Sci. 13, 27–102 (1974). Dort insbesondere S. 43.
E. Majorana: Teoria simmetrica dell’ elettrone e del positrone. Nuov. Cim. 14, 171–184 (1937).
Siehe hierzu P.A.M. Dirac: Classical theory of radiating electrons. Proc. Roy. Soc. 167 A, 148–169 (1938).
H.A. Bethe: The meson theory of nuclear forces. Phys. Rev. 55, 1261–1263 (1939). Eingegangen am 13. Mai 1939. (Die Arbeit erschien bereits im Juni-Heft und nicht im Juli, wie Pauli angab.)
Siehe den vorhergehenden Brief [577].
H.A. Bethe: The meson theory of nuclear forces and the quadrupole moment of the deuteron. Phys. Rev. 55, 1130 (1939). Siehe auch die in [577], Anm. f zitierte Arbeit.
Siehe H. Fröhlich, W. Heitler, und N. Kemmer: On the nuclear forces and the magnetic moments of the neutron and the proton. Proc. Roy. Soc. A 166, 154–177 (1938). — Vgl. auch [547].
Vgl. H.A. Bethe: The meson theory of nuclear forces. I und II. Phys. Rev. 57, 260–272, 390–413 (1940). Eingegangen am 20. November 1939. Dort auf S. 409 weist Bethe auf Heisenbergs Einwand hin.
H. Primakoff und T. Holstein: Many body interactions in atomic and nuclear systems. Phys. Rev. 55, 1218 (1939).
Siehe E. Schrödinger: Maxwell’s and Dirac’s equations in the expanding universe. Proc. Roy. Irish Acad. 46, 25–44 (1940). Vorgelegt am 12. Februar 1940. — Diese Untersuchung war die Fortsetzung von „Eigenschwingungen des sphärischen Raumes“, Commentationes Pontificiae Academiae Scientiarum 2, 321–364 (1938) und „The proper vibrations of the expanding universe“, Physica 6, 899–912 (1939).
Fierz und Pauli (1939c).
F.J. Belinfante: Theory of heavy quanta, S-Gravenhage 1939. Diese Arbeit erschien gleichzeitig, in drei Teile zerlegt, in Physica 6, 849–898 (1939). Eingegangen am 29. September 1939. — Gemeinsam mit Frederik Josef Belinfante reichte Pauli zum Jahresende eine allgemeine Untersuchung über das statistische Verhalten bekannter und unbekannter Elementarteilchen ein, die in brieflichem Austausch zustande kam [585].
Fierz und Pauli (1939c).
H.J. Bhabha: Classical theory of electrons. Proc. Ind. Acad. Sci. A 10, 324–332 (1939).
E.C.G. Stueckelberg: Sur l’intégration de l’équation (Π ∂ 2/ ∂x 2i -l 2)=ρ en utilisant la méthode de Sommerfeld. Comptes Rendus Soc. Phys. Hist. Nat. Genève 56, 43–45 (1939).
Siehe M. Born: Reciprocity and the number 137. Proc. Roy. Soc. Edinburgh 59, 219–223 (1939), — und K. Fuchs: “Reciprocity: Scalar wave function“ und „Reciprocal wave function“. Proc. Roy. Soc. Edinburgh 60, 100–116, 141–146 (1940).
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(1985). Das Jahr 1939 Die Theorie der Mesonenfelder. 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_10
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