DIRAC PAUL (1902-1984)

Le physicien anglais Dirac est l'une des plus illustres personnalités scientifiques de notre époque. Sa formulation des lois fondamentales de la mécanique quantique et sa découverte de l'équation relativiste de l'électron le placent au même rang que Newton et Einstein dans l'histoire des sciences et des idées nouvelles.

Paul Dirac

Paul Dirac, Prix Nobel de physique 1933. 

Crédits : A. Bortzells Tryckeri/ Courtesy of the AIP Emilio Segre Visual Archives

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Paul Dirac et Werner Heisenberg

Le physicien britannique Paul Dirac (1902-1984), à gauche, et le physicien allemand Werner Heisenberg (1901-1976), lors d'un congrès de Prix Nobel, à Lindau (Allemagne), en 1968. 

Crédits : Hulton Getty

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De la théorie quantique aux particules élémentaires

Paul Adrien Maurice Dirac est né à Bristol en 1902. Après avoir fait des études d'ingénieur électricien à l'université de cette ville, Dirac vint à Cambridge comme étudiant en 1923, et plus tard il devint membre du St. John's College. En 1925, son article sur les lois fondamentales de la mécanique quantique donne un aperçu profond sur la signification et les conséquences du travail de Werner Heisenberg sur la mécanique matricielle. Durant les deux années suivantes, une série d'articles de Dirac explorent les conséquences des nouvelles lois et présentent les fondements de la plupart des applications les plus importantes de la théorie quantique non relativiste.

En 1928, en combinant les principes de la relativité restreinte et ceux de la théorie quantique, Dirac découvre l'équation relativiste de l'électron, équation qui porte son nom. C'est l'une des plus originales et des plus importantes découvertes scientifiques de tous les temps ; elle introduit de nouvelles lois de symétrie de la nature et implique l'existence de l'antimatière ; le positon (antiélectron), observé en 1932 par C. D. Anderson, donne la confirmation précoce de cet extraordinaire et nouveau concept. Pour son travail sur l'équation relativiste de l'électron, Dirac reçoit le prix Nobel en 1933.

De 1932 à 1969, Dirac fut professeur « lucasien » de mathématiques à l'université de Cambridge (titre autrefois attribué à Newton). Son livre sur les principes de la mécanique quantique (The Principles of Quantum Mechanics), publié pour la première fois en 1930, est une description claire et profonde de la théorie ; il a constitué la base de travail de nombreux chercheurs, à travers le monde, traitant des applications de la théorie quantique aux atomes, aux molécules, aux noyaux, à l'état solide et, plus tard, aux particules élémentaires. Par exemple, la formulation par Dirac du principe d'action en théorie quantique a conduit à la théorie de l'électrodynamique quantique de R. P. Feynman, développée en 1948.

En 1937, Paul Dirac épouse Margit Wigner, sœur de Eugene Wigner, physicien américain d'origine hongroise. Entre 1930 et 1940, il s'intéresse au développement important de l'électrodynamique quantique qui conduisit à la théorie quantique des champs renormalisée de J. Schwinger, R. P. Feynman, S. Tomonaga et F. J. Dyson ; mais Dirac ne considère pas cette théorie comme ayant atteint sa forme finale et il continue à y travailler tout en écrivant d'importants articles dans d'autres domaines et en particulier dans celui de la relativité générale. En 1971, il rejoint l'université de Floride. Dirac meurt le 20 octobre 1984, après une longue maladie, à Tallahassee en Floride.

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