Werner Heisenberg: ennek a német elméleti fizikusnak az életrajza és hozzájárulásai

Werner Heisenberg a 20. századi fizika egyik legfontosabb alakja. Bizonytalansági elve, valamint a kvantum- és nukleáris elméletben szerzett megállapításai alakították ezt a tudományt az elmúlt évszázadban és a jelenben.

A 20. század elején született életét egy figyelemre méltó fellendülés jellemezte elméleti feltevésének köszönhetően, de a szerencsétlenség egy olyan Németországban élni, amelyet hamarosan a nácik veszik át, akiknek sötét terveik lesznek kísérletek.

Heisenberg élete lehetett volna valakié, aki a legtöbbet építette halálos a történelemben, de szerencsére ennek a tudósnak volt egy erkölcse, amely megakadályozta materializálja. Nézzük meg történetét Werner Heisenberg életrajzán keresztül.

• Kapcsolódó cikk: "A fizika 10 ága és tudományterületei"

Werner Heisenberg rövid életrajza

Werner Karl Heisenberg 1901. december 5-én született a németországi Würzburgban. Annie és August Heisenberg fia, Bizánc történetére szakosodott bölcsészprofesszor.

Heisenberg fiatal korától fogva a matematika, kisebb mértékben a fizika felé hajlott.

Akadémiai pálya

1920-ban megpróbálta megkezdeni a tiszta matematikából doktorált, Ferdinand von Lindemann tanári oktatóval, de visszautasította, mert a professzor nyugdíjba vonult. Lindemann maga ajánlja, hogy doktori tanulmányait Arnold Sommerfeld fizikussal végezze témavezetőként, aki szívesen látja Önt.

Doktori disszertációja készítése közben Heisenberg partnere Wolfgang Pauli, akivel szorosan együttműködne a kvantummechanika fejlesztésében..

Első évében főleg matematikai kurzusokon vesz részt azzal a szándékkal, hogy az elméleten dolgozzon a számoknak aligha volt esélyük, de az idő múlásával elkezdett érdeklődni az elméleti fizika iránt. Werner Heisenberg Albert Einstein relativitáselméletén próbál dolgozni, és partnere, Pauli tanácsot ad neki. hogy az atomelméletnek szentelje magát, amelyben még mindig elég sok eltérés volt az elmélet és a bizonyítékok között kísérleti.

A müncheni egyetemen végzett tanulmányai alatt a fizika mellett döntött, anélkül, hogy feladta volna érdeklődését a tiszta matematika iránt.. Abban az időben a fizika alapvetően kísérleti tudomány volt. Arnold Sommerfeld felismerte rendkívüli képességeit a matematikai fizika terén, de egy bizonyos ellenzi Heisenberg doktori diplomáját a fizikában tapasztalt nagy hiánya miatt kísérleti. Werner Heisenberg azonban végül 1923-ban doktorált, bemutatva a folyadékturbulenciáról szóló munkát.

Münchenből Heisenberg a Göttingeni Egyetemre ment, ahol Max Born tanított és 1924-ben a Niels Bohr által vezetett Koppenhágai Elméleti Fizikai Intézetbe ment.. Ott Heisenberg találkozott más fontos fizikusokkal, például Albert Einsteinnel, és ezzel megkezdődött legtermékenyebb időszaka, aminek eredményeként létrejött a mátrixmechanika. Ezt az eredményt a fizikai Nobel-díj 1932-es elnyerésével ismernék el.

1927-ben a lipcsei egyetem professzoraként elméleti fizikát tanított.

• Érdekelheti: "A történelem 5 kora (és jellemzőik)"

A mátrixmechanika és a bizonytalansági elv

1925-ben Werner Heisenberg kifejlesztette a mátrix kvantummechanikát. Ez az elmélet kiemelkedik nagy pragmatizmusával, mert ahelyett, hogy a fizikai rendszerek evolúciójára összpontosítana az elejétől a végéig, a erőfeszítések a rendszer kezdeti és végső állapotának ismeretében információszerzésre, anélkül, hogy aggódnának amiatt, hogy pontosan tudjuk, mi történt a rendszerben fél.

Heisenberg felveti az információ csoportosítását kettős bejegyzésű táblázatok formájában, amire Max Born felkeltette a figyelmét, hiszen matematikusok már tanulmányozták, ami nem különbözött a mátrixelmélettől. Hasonlóképpen, az egyik legszembetűnőbb eredmény az, hogy a mátrixszorzás nem volt kommutatív, tehát a fizikai mennyiségek mátrixokkal való társításának ezt tükröznie kell matematikai tény. Ennek következtében Heisenberg kimondja a határozatlanság elvét.

Az úgynevezett bizonytalanság vagy határozatlanság elv, amelyet Heisenberg-elvnek is neveznek, kimondja, hogy nem tetszőleges pontossággal és állandó tömeg esetén megismerhető a helyzete és nyomatéka részecske. Ebből az következik, hogy mindkét nagyságrendű bizonytalanság szorzatának mindig nagyobbnak kell lennie, mint a Planck-állandóé.

A bizonytalansági elv kijelentése nagy feltűnést keltett a korabeli fizikusok körében, mivel feltételezte a klasszikus bizonyosság végleges eltűnését a fizikában és egy olyan indeterminizmus bevezetését, amely az anyag és az anyagi univerzum alapjait érintette. Ez az elv feltételezi a tökéletes mérések gyakorlati lehetetlenségét, mivel az egyszerű jelenléte a a megfigyelő megzavarja a többi figyelembe vett részecske értékét, és befolyásolja a mérést köpeny.

Werner Heisenberg a kvantummechanika elveinek köszönhetően megjósolta a hidrogénatom kettős spektrumát, és sikerült megmagyaráznia a hélium atomét is. A nukleáris elmélettel kapcsolatos munkája azt is lehetővé tette számára, hogy megjósolja, hogy a hidrogénmolekula két állapotban létezhet., az egyik ortohidrogénként, amelyben két atomjának magja azonos irányba forog, a másik pedig parahidrogénként, amelyben atommagjaik ellentétes irányba forognak.

• Kapcsolódó cikk: "A tudomány 4 fő típusa (és kutatási területei)"

Második világháború

1935-ben megpróbálta leváltani Sommerfeldet, amikor nyugdíjba vonult, mint tanár Münchenben. A nácik térnyerésével azonban Heisenberg kívánságai csonkolnak.

A náci párt minden "zsidósító" fizikai elméletet fel akart számolni, és ebbe a különös kategóriába tartozott a kvantummechanika és a relativitáselmélet, mindkét elméletet Heisenberg tanította az óráin, és amelyek referenciái Max Born és a zsidók voltak. Albert Einsen. Ennek következtében a nácik megakadályozzák Heisenberg kinevezését.

Sorsa azonban megváltozott, amikor 1938-ban a nácik "kedvesen" felkérték, hogy vezesse az atomfegyver gyártására irányuló kísérletüket. Emiatt 1942 és 1945 között Werner Heisenbergnek sikerült irányítania a Kaiser Wilhelm Fizikai Intézetet Berlinben. A második világháború alatt Otto Hahnnal, az atommaghasadás egyik felfedezőjével dolgozott együtt, aki egy atomreaktor gyártásában működött közre.

Sok éven át kétséges volt, hogy ez a projekt azért bukott meg, mert tagjai egyszerűen nem jártak sikerrel, vagy azért, mert Heisenberg és munkatársai kifejezetten szabotálták azt azzal, hogy gyanították, mit csinálhatott Adolf Hitler egy bombával. atom.

1941 szeptemberében Heisenberg Dániába ment, hogy meglátogassa Niels Bohrt. Egy olyan cselekményben, amely a nácik szerint csak hazaárulásnak minősülhetett, és súlyosan veszélyeztette őt, Heisenberg beszélt Bohrral a német atombomba-projektről, és még egy reaktorrajzot is rajzolt neki..

Heisenberg tudta, hogy Bohrnak a nem megszállt Európán kívül is vannak kapcsolatai, és közös erőfeszítést javasolt ennek érdekében hogy a tengely és a szövetségesek tudósai a háború befejezéséig halogatták a nukleáris kutatást. 1942 júniusában egy másik német tudós, J. Hans D. Jensen elmondta Bohrnak, hogy a német tudósok nem atombombán dolgoztak, hanem csak egy reaktoron.

Heisenberg és más német tudósok mindig azt állították, hogy erkölcsi okokból nem kísérelték meg megépíteni a náci atombombát., amellett, hogy a körülmények nem adottak ehhez. Ezeket a kijelentéseket a Manhattan Projektben részt vevő tudósok elítélték, kijelentve, hogy Heisenberg nem igazán A német atombombát úgy állította elő, hogy tévedett az urán-235 szükséges mennyiségére és a kritikus tömegre vonatkozó számításaiban. reakció.

• Érdekelheti: "Konfliktuspszichológia: elméletek, amelyek megmagyarázzák a háborúkat és az erőszakot"

Heisenberg az új nukleáris technológiával szemben

Az európai háború végén és az Epszilon hadművelet részeként Heisenberg más tudósokkal, köztük Ottóval együtt Hahnt, Carl Friedrich von Weizsäckert és Max von Laue-t letartóztatták, és a Farm Hall nevű vidéki házban helyezték el. Anglia. Ebben a házbörtönben rejtett mikrofonok voltak, amelyek rögzítették a foglyok összes beszélgetését.

Abban a házban augusztus 6-án, délután hatkor, Heisenberg és rabtársai hallották a BBC riportját a hirosimai atombombáról. Másnap este Werner Heisenberg beszédet tartott kollégáinak egy jelentés formájában, amely egy becslést is tartalmazott hozzávetőlegesen megfelelő kritikus tömeg és urán-235 szükséges, a tervezési jellemzők mellett a bomba.

Ezt a beszédet annak bizonyítékának tekintik, hogy Heisenberg valóban elvégezhette ezeket a számításokat, amikor dolgozott a náci Németországnak, de nem akarta, ami erőt ad annak az érvnek, hogy nem a kifogások miatt építette meg igazán a bombát. erkölcsök.

Talán az a mondata, amely a legjobban összefoglalja álláspontját az atomelmélet végső felhasználásával kapcsolatban, a következő lett:

"Az ötletek nem felelősek azért, amit a férfiak alkotnak belőlük."

• Kapcsolódó cikk: "Marie Curie: a radioaktivitás úttörő kutatójának életrajza"

Utóbbi évek

A háború befejezése után Heisenberget végül szabadon engedték, és szülőhazájában, Németországban folytathatta fizika szakmáját. 1946-ban a Max Planck Intézet igazgatójává nevezték ki, majd a Göttingeni Fizikai és Asztrofizikai Intézetet szervezte és irányította., amelyet 1958-ban Münchenbe helyeztek át.

Abban a városban Heisenberg az elemi részecskék elméletének kutatására összpontosított az atommag szerkezete, a turbulencia hidrodinamikája, a kozmikus sugarak és a ferromágnesesség.

1970-ben Sigmund Freud-díjjal tüntették ki az akadémiai prózaért. Néhány évvel később, 1976. február 1-jén Münchenben halt meg, 74 évesen.