Werner Heisenberg: Biographie und Beiträge dieses deutschen theoretischen Physikers

Werner Heisenberg ist eine der bedeutendsten Persönlichkeiten der Physik des 20. Jahrhunderts. Sein Unsicherheitsprinzip zusammen mit seinen Erkenntnissen in der Quanten- und Kerntheorie haben diese Wissenschaft im letzten Jahrhundert und in der Gegenwart geprägt.

Geboren zu Beginn des 20. Jahrhunderts, war sein Leben dank seiner theoretischen Annahmen, aber auch aufgrund seiner Unglück, in einem Deutschland gelebt zu haben, das bald von den Nazis übernommen werden würde, die dunkle Pläne mit ihnen haben würden Experimente.

Heisenbergs Leben hätte das eines Menschen sein können, der eines der stärksten gebaut hat tödlich in der Geschichte, aber glücklicherweise hatte dieser Wissenschaftler eine Moral, die ihn daran hinderte es materialisieren. Sehen wir uns seine Geschichte anhand dieser Biografie von Werner Heisenberg an.

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Kurzbiographie von Werner Heisenberg

Werner Karl Heisenberg wurde am 5. Dezember 1901 in Würzburg geboren

. Sohn von Annie und August Heisenberg, einem Professor für Geisteswissenschaften mit Spezialisierung auf die Geschichte von Byzanz.

Schon in jungen Jahren neigte Heisenberg zur Mathematik und in geringerem Maße zur Physik.

Akademischer Werdegang

1920 versuchte er, bei Ferdinand von Lindemann als Tutor in reiner Mathematik zu promovieren, lehnte ihn jedoch als Student ab, da der Professor in den Ruhestand ging. Lindemann selbst empfiehlt Ihnen, Ihre Promotion bei dem Physiker Arnold Sommerfeld als Betreuer zu absolvieren, der Sie willkommen heißt.

Während Sie Ihre Doktorarbeit schreiben, Heisenberg hat als Partner Wolfgang Pauli, mit dem er eng bei der Entwicklung der Quantenmechanik zusammenarbeiten würde..

In seinem ersten Jahr belegt er hauptsächlich Mathematikkurse mit der Absicht, an der Theorie der Zahlen hatten kaum eine Chance, aber mit der Zeit begann er sich für theoretische Physik zu interessieren. Werner Heisenberg versucht an Albert Einsteins Relativitätstheorie zu arbeiten und sein Partner Pauli berät ihn sich der Atomtheorie zu widmen, in der es noch einige Diskrepanzen zwischen Theorie und Evidenz gab Experimental.

Während seines Studiums an der Universität München entschied er sich für Physik, ohne sein Interesse an der reinen Mathematik aufzugeben. Zu dieser Zeit war Physik im Wesentlichen eine experimentelle Wissenschaft. Arnold Sommerfeld erkannte seine außergewöhnlichen Fähigkeiten für die mathematische Physik, zeigte aber auch ein gewisses Ablehnung der Promotion Heisenbergs wegen seiner großen Unfähigkeit in der Physik Experimental. Werner Heisenberg schloss seine Promotion jedoch 1923 mit einer Arbeit über Fluidturbulenzen ab.

Von München ging Heisenberg an die Universität Göttingen, wo Max Born lehrte und 1924 ging er an das Kopenhagener Institut für Theoretische Physik unter der Leitung von Niels Bohr. Dort würde Heisenberg andere bedeutende Physiker wie Albert Einstein treffen und so seine produktivste Zeit beginnen, die zur Entwicklung der Matrixmechanik führte. Diese Leistung sollte 1932 mit dem Nobelpreis für Physik gewürdigt werden.

1927 lehrte er als Professor für theoretische Physik an der Universität Leipzig.

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Matrixmechanik und das Unsicherheitsprinzip

1925 entwickelte Werner Heisenberg die Matrix-Quantenmechanik. Diese Theorie zeichnet sich durch ihren großen Pragmatismus aus, weil sie sich nicht auf die Entwicklung physikalischer Systeme von Anfang bis Ende konzentriert, sondern ihre Bemühungen, Informationen zu erhalten, die den Anfangs- und Endzustand des Systems kennen, ohne sich Gedanken darüber machen zu müssen, was genau im System passiert ist halb.

Heisenberg bringt die Idee auf, Informationen in Form von doppelten Eintragstabellen zu gruppieren, worauf Max Born aufmerksam wurde, da es bereits von Mathematikern untersucht wurde, was sich von der Matrixtheorie nicht unterschied. In ähnlicher Weise ist eines der auffälligsten Ergebnisse, dass die Matrixmultiplikation nicht kommutativ, also müssten die Assoziationen physikalischer Größen mit Matrizen dies widerspiegeln mathematische Tatsache. Als Konsequenz daraus formuliert Heisenberg das Prinzip der Unbestimmtheit.

Das sogenannte Unbestimmtheits- oder Unbestimmtheitsprinzip, auch Heisenberg-Prinzip genannt, besagt, dass dies nicht der Fall ist möglich, mit beliebiger Genauigkeit und bei konstanter Masse die Position und das Moment von a. zu kennen Partikel. Daraus folgt, dass das Produkt der Unsicherheiten beider Größen immer größer sein muss als das der Planckschen Konstanten.

Die Aussage des Unsicherheitsprinzips erregte bei den damaligen Physikern viel Aufsehen, da es das endgültige Verschwinden der klassischen Gewissheit in der Physik und die Einführung eines Indeterminismus voraussetzte, der die Grundlagen der Materie und des materiellen Universums beeinflusste. Dieses Prinzip setzt die praktische Unmöglichkeit voraus, perfekte Messungen durchzuführen, da das einfache Vorhandensein der Beobachter stört die Werte der anderen betrachteten Partikel und beeinflusst die durchgeführte Messung Kap.

Werner Heisenberg sagte dank der Prinzipien der Quantenmechanik auch das duale Spektrum des Wasserstoffatoms voraus und konnte auch das des Heliumatoms erklären. Seine Arbeit an der Kerntheorie erlaubte ihm auch vorherzusagen, dass das Wasserstoffmolekül in zwei Zuständen existieren könnte., einmal als Orthowasserstoff, bei dem sich die Kerne seiner beiden Atome gleichsinnig drehen, und einmal als Parawasserstoff, bei dem sich ihre Kerne gegenläufig drehen.

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Zweiter Weltkrieg

1935 versuchte er, Sommerfeld nach seiner Pensionierung als Lehrer in München zu ersetzen. Mit dem Aufkommen der Nazis werden Heisenbergs Wünsche jedoch abgeschnitten.

Die NSDAP wollte jede "judaisierende" physikalische Theorie eliminieren, und in dieser merkwürdigen Kategorie waren die Quantenmechanik und die Relativitätstheorie, beides Theorien, die Heisenberg in seinen Klassen lehrte und deren Referenten die Juden Max Born und Albert Einsen. Als Konsequenz verhindern die Nazis Heisenbergs Ernennung.

Sein Schicksal änderte sich jedoch, als die Nazis ihn 1938 "freundlicherweise" einluden, ihren Versuch, eine Atomwaffe herzustellen, anzuführen. Aus diesem Grund gelang es Werner Heisenberg zwischen 1942 und 1945, das Kaiser-Wilhelm-Institut für Physik in Berlin zu leiten. Während des Zweiten Weltkriegs arbeitete er mit Otto Hahn, einem der Entdecker der Kernspaltung, an der Herstellung eines Kernreaktors.

Viele Jahre lang gab es Zweifel, ob dieses Projekt scheiterte, weil es seinen Mitgliedern einfach nicht gelang oder weil Heisenberg und seine Mitarbeiter sabotierten es ausdrücklich, indem sie vermuteten, was Adolf Hitler mit einer Bombe angestellt haben könnte. atomar.

Im September 1941 reiste Heisenberg nach Dänemark, um Niels Bohr zu besuchen. In einer Tat, die nach Ansicht der Nazis nur als Landesverrat eingestuft werden konnte und ihn ernsthaft gefährdete, Heisenberg sprach mit Bohr über das deutsche Atombombenprojekt und zeichnete ihm sogar eine Reaktorzeichnung.

Heisenberg wusste, dass Bohr Kontakte außerhalb des nicht besetzten Europa hatte und schlug eine gemeinsame Anstrengung vor, um dass Wissenschaftler sowohl der Achsenmächte als auch der Verbündeten die Nuklearforschung verzögerten, bis der Krieg vorbei war. Im Juni 1942 wurde ein anderer deutscher Wissenschaftler, J. Hans D. Jensen sagte Bohr, dass die deutschen Wissenschaftler nicht an einer Atombombe arbeiteten, sondern nur an einem Reaktor.

Heisenberg und andere deutsche Wissenschaftler behaupteten immer, dass sie aus moralischen Gründen nicht versucht hätten, die Nazi-Atombombe zu bauen., darüber hinaus, dass die Umstände dazu nicht gegeben waren. Diese Aussagen wurden von Wissenschaftlern, die am Manhattan-Projekt teilnahmen, angeprangert und erklärten, Heisenberg habe es nicht wirklich getan die deutsche Atombombe hergestellt, indem sie die erforderliche Menge an Uran-235 und die kritische Masse zur Aufrechterhaltung der Reaktion.

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Heisenberg angesichts neuer Nukleartechnik

Am Ende des Krieges in Europa und im Rahmen der Operation Epsilon, Heisenberg zusammen mit anderen Wissenschaftlern, darunter Otto Hahn, Carl Friedrich von Weizsäcker und Max von Laue wurden verhaftet und in ein Landhaus namens Farm Hall in. gebracht England. Dieses Hausgefängnis hatte versteckte Mikrofone, die alle Gespräche der Gefangenen aufzeichneten.

Am 6. August um sechs Uhr nachmittags in diesem Haus zu sein, Heisenberg und seine Mithäftlinge hörten einen BBC-Bericht über die Atombombe von Hiroshima. In der folgenden Nacht hielt Werner Heisenberg einen Vortrag vor seinen Kollegen in Form eines Berichts, der eine Schätzung enthielt ungefähr korrekte kritische Masse und Uran-235 erforderlich, zusätzlich zu den Konstruktionsmerkmalen der Bombe.

Diese Rede gilt als Beweis dafür, dass Heisenberg diese Berechnungen bei seiner Arbeit wirklich hätte anstellen können für Nazi-Deutschland, aber er wollte nicht, was das Argument erhärtet, dass er die Bombe aufgrund von Einwänden nicht wirklich gebaut hat Moral.

Vielleicht ist sein Satz, der seine Position zur endgültigen Verwendung der Atomtheorie am besten zusammenfasst, der folgende:

"Ideen sind nicht dafür verantwortlich, was Männer aus ihnen machen."

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Letzten Jahren

Nach dem endgültigen Kriegsende wurde Heisenberg schließlich entlassen und durfte in seiner Heimat Deutschland weiter in der Physik arbeiten. 1946 wurde er zum Direktor des Max-Planck-Instituts berufen, später organisierte und leitete er das Göttinger Institut für Physik und Astrophysik., die 1958 nach München überführt wurde.

In dieser Stadt konzentrierte sich Heisenberg auf die Erforschung der Theorie der Elementarteilchen, der Struktur des Atomkerns, die Hydrodynamik der Turbulenz, der kosmischen Strahlung und der Ferromagnetismus.

1970 erhielt er den Sigmund-Freud-Preis für wissenschaftliche Prosa. Er starb wenige Jahre später am 1. Februar 1976 in München im Alter von 74 Jahren.