פאולי תרם רבות כמדען, בפרט בנושא מכניקת הקוונטים. הוא לא פרסם מאמרים רבים, והעדיף התכתבויות ארוכות עם עמיתים (כגון בוהר והייזנברג, חבריו הקרובים). רבים מרעיונותיו ומסקנותיו לא פורסמו מעולם והופיעו רק במכתביו, אשר תכופות הועתקו והופצו בידי מכותביהם. ככל הנראה לפאולי לא היה אכפת שחלק גדול מעבודתו לא יוחס אליו. להלן יובאו חלק מן המסקנות שבכל זאת יוחסו אליו:
ב-1924 הציע פאולי דרגה קוואנטית חדשה, כדי לפתור אי-עקביויות בין ספקטרומים מולקולריים נצפים לבין מכניקת הקוונטים המתפתחת. הוא ניסח את עקרון האיסור שלו, ככל הנראה עבודתו החשובה ביותר, אשר קבעה ששני אלקטרונים לא יכולים להיות באותו מצב קוואנטי. רעיון הספין אשר פותח שנה לאחר מכן בידי ראלף קרוניג, גאורג אוהלנבק וסמואל גודסמית זיהה אותה דרגת חופש כספין של האלקטרון.
ב-1926, זמן קצר לאחר שהייזנברג פרסם את תאוריית המטריצה של מכניקת הקוונטים המודרנית, השתמש בה פאולי כדי להסיק את הספקטרום של אטום המימן, וכך עזר רבות לביסוס התאוריה.
ב-1927 הוא הציג את מטריצות פאולי, כבסיס לאופרטורים של הספין, ובכך פתר את התאוריה הלא-רלטיביסטית של הספין. יש האומרים כי זה היה מה שהשפיע על דיראק בפיתוחה של משוואת דיראק לאלקטרון הרלטיביסטי, על אף שדיראק טען כי הוא המציא את המטריצות הללו באופן בלתי-תלוי בפאולי. דיראק פיתח מטריצות דומות לאלו של פאולי, אך גדולות יותר, לטיפול ביישום רלטיביסטי של ספין פרמיוני.
ב-1930 העלה פאולי את בעיית קרינת הבתא. במכתב מ-4 בדצמבר הפותח במילים "גבירותיי ורבותיי הרדיואקטיביים" (לליזה מייטנר ועוד), הוא הציע את קיומו של חלקיק נייטרלי בעל מסה קטנה (לא יותר מאחוז אחד של מסת הפרוטון), על מנת להסביר את הספקטרום הרציף של קרינת הבתא. ב-1934 שילב אנריקו פרמי את החלקיק, שקרא לו "נייטרינו", כחלק מתאוריית קרינת הבתא שלו. חלקיק הנייטרינו נצפה אמפירית ב-1959.
ב-1940 הוכיח את משפט סטטיסטיקת הספין, הגורס כי חלקיקים בעלי ספין חצי-שלם הם פרמיונים, וחלקיקים בעלי ספין שלם הם בוזונים.
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה