Pauli exclusion principle 리뷰

첫 과학논문 리뷰는 'Pauli exclusion principle'에 대해서 하고자 합니다.

 

해당 논문은 https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1945/pauli/lecture/  이 링크를 들어가서 항목에서 Nobel Lecture: Exclusion Principle and Quantum Mechanics 를 클릭하면 나오는 사이트에서 Read the Nobel Lecture를 클릭하시면 영어로 된 원문을 보실 수 있습니다!

 

해당 연설은 볼프강 파울리(Wolfgang Pauli)가 'Pauli exclusion principle'를 만들게된 이유를 Munich 대학의 학생시절과 Bohr를 만나고 나서 가졌던 의문으로 시작하여 그것이 기존의 고전역학의 개념으로는 설명되지 못한다는 것을 알게된 후, 관측된 실험결과로부터 도출된 가정을 통해 해결하는 과정으로 수기의 개념으로 작성된 것입니다.

 

내용은 최외각 전자가 1개인 나트륨을 분광기로 분석했을때 외부자기장이 없으면 스펙트럼이 1줄로 나오는데, 외부자기장이 존재하면 스펙트럼이 2개로 갈라지는 현상을 목격한 후 이 문제를 해석하고 해결하기 위해 ms(스핀모멘트)의 개념을 도입후 서로다른 각각의 전자가 주양자수, 각운동량양자수, 자기양자수, 스핀양자수의 4가지 양자수가 모두 같을 수 없다는 양자역학적 관점인 'Pauli exclusion principle'을 제안하는 과정으로 되어 있습니다.

 

최외각전자가 1개인 나트륨이 외부자기장 하에서 스펙트럼이 2개로 갈라지는 이유는

전자 각각이 서로다른 스핀 양자수를 가지고 있어 외부자기장과 배향이 일치하는 전자는 에너지가 안정되고, 외부자기장과 반대되는 배향은 불안정하여 상호간 에너지 차이가 생기기 때문 입니다.

 

개인적으로는 전공서적과 교과서에 나오는 1900년대 과학자들의 사고와 구상의 과정과 아이디어를 얻고 해결하는 과정이 1인칭시점에서 여실히 드러나서 신기하고, 도움이 되는 글이었습니다.