Werner Heisenberg: biografija i doprinosi ovog njemačkog teoretskog fizičara

Werner Heisenberg jedna je od najvažnijih osoba u fizici 20. stoljeća. Njegov princip nesigurnosti zajedno s njegovim nalazima u kvantnoj i nuklearnoj teoriji oblikovali su ovu znanost tijekom prošlog stoljeća i sadašnjosti.

Rođen početkom 20. stoljeća, njegov život obilježio je izuzetan procvat zahvaljujući njegovim teorijskim pretpostavkama, ali i nesreća što sam živio u Njemačkoj koju će uskoro preuzeti nacisti koji će imati mračne planove za svoje eksperimenti.

Heisenbergov je život mogao biti život nekoga tko je izgradio jedan od najvažnijih smrtonosan u povijesti, ali, srećom, ovaj znanstvenik je imao moral koji ga je spriječio materijalizirati ga. Pogledajmo njegovu priču kroz ovu biografiju Wernera Heisenberga.

• Povezani članak: "10 grana fizike i njihova polja znanja"

Kratka biografija Wernera Heisenberga

Werner Karl Heisenberg rođen je 5. prosinca 1901. u Würzburgu u Njemačkoj. Sin Annie i Augusta Heisenberga, profesora humanističkih znanosti specijaliziranog za povijest Bizanta.

Heisenberg je od malih nogu bio sklon matematici, a u manjoj mjeri i fizici.

Akademska putanja

Godine 1920. pokušao je započeti svoj doktorat iz čiste matematike s Ferdinandom von Lindemannom kao učiteljem, ali ga je odbio kao studenta jer je profesor bio pred mirovinom. Sam Lindemann vam preporuča da doktorski studij radite s fizičarom Arnoldom Sommerfeldom kao supervizorom, koji vam želi dobrodošlicu.

Dok radiš doktorsku tezu, Heisenberg ima za partnera Wolfganga Paulija, s kojim bi usko surađivao u razvoju kvantne mehanike..

Tijekom prve godine pohađa uglavnom tečajeve matematike s namjerom da radi na teoriji brojevi jedva da su imali priliku, ali kako je vrijeme prolazilo, počeo se zanimati za teorijsku fiziku. Werner Heisenberg pokušava raditi na Teoriji relativnosti Alberta Einsteina, a njegov partner Pauli ga savjetuje posvetiti se atomskoj teoriji u kojoj je još uvijek bilo dosta neslaganja između teorije i dokaza eksperimentalni.

Tijekom studija na Sveučilištu u Münchenu odlučio se za fiziku, ne odustajući od interesa za čistu matematiku.. U to vrijeme fizika je u biti bila eksperimentalna znanost. Arnold Sommerfeld prepoznao je njegove izvanredne sposobnosti za matematičku fiziku, ali je pokazao i određene protivljenje Heisenbergovoj doktorskoj diplomi zbog njegovog velikog nedostatka stručnog neiskustva u fizici eksperimentalni. Međutim, Werner Heisenberg je na kraju završio svoj doktorat 1923., predstavljajući rad o turbulenciji fluida.

Iz Münchena, Heisenberg je otišao na Sveučilište u Göttingenu, gdje je predavao Max Born i, Godine 1924. otišao je na Institut za teorijsku fiziku u Kopenhagenu pod vodstvom Nielsa Bohra.. Ondje će Heisenberg susresti druge važne fizičare poput Alberta Einsteina i tako započeti svoje najproduktivnije razdoblje, što je rezultiralo stvaranjem matrične mehanike. Ovo postignuće će biti priznato osvajanjem Nobelove nagrade za fiziku 1932. godine.

Godine 1927. radio je kao profesor na Sveučilištu u Leipzigu, predajući teorijsku fiziku.

• Možda će vas zanimati: "5 doba povijesti (i njihove karakteristike)"

Matrična mehanika i princip nesigurnosti

1925. Werner Heisenberg je razvio matričnu kvantnu mehaniku. Ova teorija ističe se svojim velikim pragmatizmom jer, umjesto da se koncentrira na evoluciju fizičkih sustava od početka do kraja, koncentrira nastojanja da se dobiju informacije znajući početno i konačno stanje sustava, bez brige o tome što se točno dogodilo u pola.

Heisenberg pokreće ideju grupiranja informacija u obliku tablica s dvostrukim unosom, nešto na što je Max Born privukao njegovu pozornost, budući da su ga matematičari već proučavali, što se nije razlikovalo od teorije matrica. Slično, jedan od najupečatljivijih rezultata je da množenje matrice nije bilo komutativno, pa bi asocijacije fizikalnih veličina s matricama to morale odražavati matematička činjenica. Kao posljedicu toga, Heisenberg proglašava princip neodređenosti.

Takozvani princip neizvjesnosti ili neodređenosti, također nazvan Heisenbergov princip, kaže da nije moguće je znati, s proizvoljnom preciznošću i kada je masa konstantna, položaj i moment a čestica. Iz ovoga slijedi da proizvod nesigurnosti obiju veličina uvijek mora biti veći od onog Planckove konstante.

Izjava o principu nesigurnosti izazvala je veliku pomutnju među fizičarima tog vremena, budući da je pretpostavljao konačni nestanak klasične sigurnosti u fizici i uvođenje indeterminizma koji je utjecao na temelje materije i materijalnog svemira. Ovaj princip pretpostavlja praktičnu nemogućnost izvođenja savršenih mjerenja jer je jednostavna prisutnost promatrač remeti vrijednosti ostalih čestica koje se razmatraju i utječe na mjerenje koje provodi rt.

Werner Heisenberg je također predvidio, zahvaljujući principima kvantne mehanike, dualni spektar atoma vodika i uspio objasniti, također, onaj atoma helija. Njegov rad na nuklearnoj teoriji također mu je omogućio da predvidi da bi molekula vodika mogla postojati u dva stanja., jedan kao ortovodik, u kojem se jezgre njegova dva atoma okreću u istom smjeru, a drugi kao paravodik, u kojem se njihove jezgre okreću u suprotnim smjerovima.

• Povezani članak: "4 glavne vrste znanosti (i njihova područja istraživanja)"

Drugi svjetski rat

1935. pokušao je zamijeniti Sommerfelda kada je otišao u mirovinu kao učitelj u Münchenu. Međutim, s usponom nacista, Heisenbergove želje su skraćene.

Nacistička stranka htjela je eliminirati svu "judaiziranu" fizičku teoriju, a u toj zanimljivoj kategoriji bili su kvantna mehanika i relativnost, obje teorije koje je predavao Heisenberg na svojim predavanjima i čiji su referenti bili Židovi Max Born i Albert Einsen. Kao posljedica toga, nacisti sprječavaju Heisenbergovo imenovanje.

Međutim, njegova će se sudbina promijeniti kada su ga 1938. nacisti "ljubazno" pozvali da predvodi njihov pokušaj proizvodnje atomskog oružja. Iz tog razloga, između 1942. i 1945., Werner Heisenberg uspio je voditi Institut za fiziku Kaiser Wilhelm u Berlinu. Tijekom Drugog svjetskog rata surađivao je s Ottom Hahnom, jednim od otkrivača nuklearne fisije, surađujući u proizvodnji nuklearnog reaktora.

Dugi niz godina se sumnjalo je li ovaj projekt propao jer njegovi članovi jednostavno nisu uspjeli ili zato što Heisenberg i njegovi suradnici su to eksplicitno sabotirali sumnjajući što je Adolf Hitler mogao učiniti s bombom. atomski.

U rujnu 1941. Heisenberg je otišao u Dansku posjetiti Nielsa Bohra. U djelu koje se prema nacistima moglo označiti samo kao izdaja i koje ga je ozbiljno ugrozilo, Heisenberg je razgovarao s Bohrom o projektu njemačke atomske bombe i čak mu je nacrtao crtež reaktora.

Heisenberg je znao da Bohr ima kontakte izvan neokupirane Europe i predložio je zajednički napor da su znanstvenici iz Osovine i saveznika odgađali nuklearna istraživanja dok rat nije završio. U lipnju 1942. drugi njemački znanstvenik, J. Hans D. Jensen je rekao Bohru da njemački znanstvenici ne rade na nuklearnoj bombi, već samo na reaktoru.

Heisenberg i drugi njemački znanstvenici uvijek su tvrdili da, iz moralnih razloga, nisu pokušali napraviti nacističku atomsku bombu., uz to što nisu bile dane okolnosti za to. Ove su izjave osudili znanstvenici koji su sudjelovali u projektu Manhattan, navodeći da Heisenberg zapravo nije proizveo njemačku atomsku bombu pogriješeći u proračunima potrebne količine urana-235 i kritične mase za održavanje reakcija.

• Možda će vas zanimati: "Psihologija sukoba: teorije koje objašnjavaju ratove i nasilje"

Heisenberga pred novom nuklearnom tehnologijom

Na kraju rata u Europi i kao dio operacije Epsilon, Heisenberg zajedno s drugim znanstvenicima, uključujući Otta Hahn, Carl Friedrich von Weizsäcker i Max von Laue uhićeni su i smješteni u seosku kuću pod nazivom Farm Hall u Engleska. Ovaj kućni zatvor imao je skrivene mikrofone koji su snimali sve razgovore zatvorenika.

Biti u toj kući, 6. kolovoza, u šest popodne, Heisenberg i njegovi kolege zatvorenici čuli su BBC-jev izvještaj o atomskoj bombi u Hirošimi. Sljedeće večeri Werner Heisenberg je razgovarao sa svojim kolegama u obliku izvještaja, koji je uključivao procjenu potrebna je približno točna kritična masa i uran-235, uz karakteristike dizajna bomba.

Ovaj govor se smatra dokazom da je Heisenberg zaista mogao napraviti ove izračune dok je radio za nacističku Njemačku, ali on to nije želio, što daje snagu argumentu da on zapravo nije napravio bombu zbog prigovora moral.

Možda je njegova fraza koja najbolje sažima njegov stav o konačnoj upotrebi te atomske teorije na kraju bila sljedeća:

"Ideje nisu odgovorne za ono što muškarci čine od njih."

• Povezani članak: "Marie Curie: biografija ove pionirske istraživačice radioaktivnosti"

Zadnjih godina

Nakon konačnog završetka rata, Heisenberg je na kraju pušten i dopušteno mu je da nastavi raditi u fizici u svojoj rodnoj Njemačkoj. Godine 1946. imenovan je ravnateljem Instituta Max Planck, a kasnije je organizirao i vodio Institut za fiziku i astrofiziku Göttingen., koji je 1958. prebačen u München.

U tom gradu Heisenberg se koncentrirao na istraživanje teorije elementarnih čestica, tj strukturu atomske jezgre, hidrodinamiku turbulencije, kozmičke zrake i feromagnetizam.

Godine 1970. dobio je nagradu Sigmund Freud za akademsku prozu. Umrijet će nekoliko godina kasnije, 1. veljače 1976. u Münchenu, u 74. godini života.