Dirac

Paul Dirac (1902-1984).

En 1925, il analyse l’origine des relations d'indétermination de Heisenberg (principe d'incertitude) et montre qu’il tient au caractère non-commutatif des grandeurs manipulées par la mécanique quantique. Cela le conduit à développer une nouvelle formulation mathématique de la mécanique quantique, connue sous le nom d'algèbre de Dirac.  Sa thèse de doctorat sur la physique quantique sera achevée en 1926. 

A partir de 1928, il travaille au mariage de la relativité et de la mécanique quantique, un travail qui le conduira notamment à identifier l’origine du spin des particules, ainsi qu’à prédire (1931) l’existence de l’antimatière  (Les particules élémentaires) au travers de la notion de mer de Dirac, une mer virtuelle d'électrons remplissant l'espace. Il a également travaillé sur la théorie quantique des champs et a formulé l'équation de Dirac, qui décrit le comportement des particules massives relativistes.

Ses recherches, publiées en 1930 sous le titre de Principes de la mécanique quantique, lui vaudront son admission la même année à la Royal Society, puis le prix Nobel en 1933 (partagé avec Schrödinger).

Devenu professeur de mathématiques à l’université de Cambridge (chaire occupée jadis par Newton) en 1932, il y restera jusqu’en 1969, date à laquelle il se retirera avec sa famille en Floride. Très actif pendant toute cette période et même au-delà, on lui devra encore des travaux sur les constantes fondamentales, qui le conduisent à son hypothèse des grands nombres (1937, reprise en 1975), sur la théorie de l’électron et sur la renormalisation (1938), etc.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, Dirac a contribué aux efforts de guerre en travaillant sur des projets de recherche liés aux armes et à la propulsion des avions. Après la guerre, il a continué à enseigner et à mener des recherches à l'Université de Cambridge. Il est décédé 1984 en Floride, où il avait passé les dernières années de sa vie en tant que professeur à l'Université de cet Etat.

Paul Dirac, Les principes de la mécanique quantique, Presses polytechniques et universitaires romandes, 2009. - La physique quantique a pris son essor autour de 1925 avec les théories révolutionnaires de Werner Heisenberg et d'Erwin Schrödinger. Très vite, Paul Dirac, qui a partagé le prix Nobel de physique 1933 avec E. Schrödinger, a fortement contribué à ces avancées et publie dès 1930 un traité sur le sujet. Ce traité, The principles of Quantum Mechanics, a été régulièrement révisé et amélioré. Sa dernière édition, de 1967, qui est l'aboutissement de 37 ans de perfectionnements, est un ouvrage de référence de la littérature scientifique; on y trouve notamment la présentation du formalisme novateur que Dirac a introduit, toujours utilisé actuellement, et la théorie qui lui a permis de prédire l'existence des positons, les décrivant comme des lacunes dans une mer d'électrons. C'est cette édition qui est traduite ici pour la première fois en français. (couv.).