Pauli estudió bajo la supervisión de
Sommerfeld en la Universidad de Munich y obtuvo su doctorado en el año 1921.
Después de realizar trabajos de post-doctorado con Bohr en Copenhague entró a
formar parte del profesorado de la Universidad de Hamburgo en 1923.
En 1925 anunció su principio de
exclusión. Sus profesores, Bohr y Sommerfeld habían estudiado los niveles
energéticos de los electrones del átomo. Dichos niveles de podían expresar
según números cuánticos que podían establecerse de acuerdo con ciertas reglas
simples. En total formaban un conjunto de tres números cuánticos, y Pauli aunó
la estructura admitiendo la inclusión de un cuarto. Este cuarto número cuántico
se podía interpretar suponiendo que en un cierto nivel energético podían
existir dos y solo dos electrones, uno girando en el sentido de las agujas del
reloj y el otro en el sentido contrario.
Una vez establecido este principio era
posible situar a los electrones de los distintos elementos en capas y en subcapas.
Si se admitía que las propiedades químicas de un elemento dependían del número
de electrones de la capa más externa, se explicaba entonces el sistema
periódico de Mendeleiev. Los distintos elementos situados en la primera columna
(litio, sodio, potasio, rubidio, cesio) son todos químicamente similares,
puesto que todos ellos tienen un único electrón en su capa más externa. Sin
embargo, tienen diferente número de capas en total, de modo que tienen pesos
atómicos distintos y varían en pequeños detalles químicos. A pesar de todo, en
rasgos generales son similares, y lo mismo ocurre con el resto de las columnas
del sistema periódico. Esto completaba la racionalización de dicho sistema que
había empezado con el descubrimiento por parte de Moseley del número atómico.
Por este importante descubrimiento
Pauli recibió un reconocimiento bastante tardío, puesto que no recibió la
recompensa del premio Nobel de física hasta el año 1945.
Mientras tanto no se había quedado
dormido. Durante los años veinte se había descubierto que los átomos que
emitían partículas beta (electrones acelerados) lo hacían con menos energía de
la debida. Aparentemente, parecía que cierta cantidad de energía se destruía de
modo que habría que abandonar la ley de la conservación de la energía, cosa que
los físicos no estaban dispuestos a hacer, a no ser que existieran evidencias
abrumadoras (aunque Bohr estuvo a punto de hacerlo).
En 1931 Pauli sugirió que cuando se
emitía una partícula beta se emitía también otra partícula, sin carga y quizá
sin masa, que era responsable de la energía que faltaba. Al año siguiente Fermi
dio el nombre de neutrino, que en
italiano quiere decir “pequeña cosa neutra”, a la partícula postulada por
Pauli.
El neutrino, sin carga y sin masa, era
prácticamente imposible de detectar. Durante cerca de un cuarto de siglo fue el
<fantasma> de una partícula u muchos científicos pensaron, preocupados,
que se trataba simplemente de un <artilugio> para salvar la ley de
conservación de la energía. En 1956 se pudo detectar finalmente el neutrino
probando su existencia a través de experimentos muy elaborados, llevados a cabo
en una estación nuclear /que no existía en 1931).
Pauli vivió lo suficiente para ver que
sus conjeturas pudieron probarse. El neutrino, a causa de su gran dispersión,
puede tener efectos enormes. En 1962, por ejemplo, se propuso una nueva teoría
que decía que las supernovas hacían explosión como consecuencia de las
reacciones relacionadas con la formación del neutrino.
Durante los años treinta, Pauli fue a
menudo a los Estados Unidos y al llegar la guerra se quedó allí
permanentemente, haciéndose ciudadano americano en 1946.
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