Die Auseinandersetzung um den Elektronenspin

In Holland war die Reichsuniversität Leiden ein bedeutendes Zentrum der theoretischen Physik. Ende des Neunzehnten und Anfang des Zwanzigsten Jahrhunderts hatte Hendrik Antoon Lorentz (1853-1929) hier gewirkt. Sein Nachfolger wurde auf Empfehlung Albert Einsteins der Österreicher Paul Ehrenfest, den Pauli bereits 1922 während der «Bohr-Festspiele» in Göttingen kennengelernt hatte.

Im Jahre 1925 veröffentlichten Ehrenfests Mitarbeiter Georg Eugen Uhlenbeck (1900-1988) und Samuel Abraham Goudsmit (1902-1978) ihre Idee des Elektronenspins, d. h. einer anschaulich vorstellbaren Eigenrotation des Elektrons. Diese Hypothese hatte vorher schon Ralph Kronig (1904-1995), der später Assistent Paulis in Zürich war, aufgestellt.

Manche theoretischen Physiker, so auch Pauli, fanden diese Vorstellung nicht akzeptabel und zu anschaulich. Andererseits entstand in dieser Zeit die sehr unanschauliche Matrizenmechanik Heisenbergs, in der ausdrücklich auf den Begriff der Elektronenbahn im Atom verzichtet wurde. Andererseits konnten mit Hilfe des Elektronenspins gewisse Eigenschaften der Wasserstoffspektren befriedigend gedeutet werden. Schwierigkeiten betrafen vor allem einen Faktor 2 zwischen errechneter und beobachteter Dublettaufspaltung. So entspann sich eine lebhafte mündliche und briefliche Diskussion. Bezeichnenderweise galt das Problem als gelöst, nachdem Pauli überzeugt werden konnte. In einem Rückblick berichtete Goudsmit 1965, dass Pauli seine kritisch-ablehnende Haltung im März 1926 aufgegeben und ihm dies auf einer Postkarte mitgeteilt hatte. Der Elektronenspin gilt heute als eine quantenmechanische Eigenschaft mit der Dimension eines Drehimpulses. Er ist nur zweier Werte fähig, +½ und -½ in quantenmechanischen Einheiten. Elektronen unterliegen deshalb dem Pauli-Prinzip.