Werner Heisenberg: biografi dan kontribusi fisikawan teoretis Jerman ini

Werner Heisenberg adalah salah satu tokoh terpenting dalam fisika abad ke-20. Prinsip Ketidakpastiannya bersama dengan temuannya dalam teori kuantum dan nuklir telah membentuk ilmu ini sepanjang abad yang lalu dan sekarang.

Lahir pada awal abad ke-20, hidupnya ditandai oleh ledakan yang luar biasa berkat asumsi teoretisnya, tetapi juga untuk kemalangan telah tinggal di Jerman yang akan segera diambil alih oleh Nazi yang akan memiliki rencana gelap untuk mereka eksperimen.

Kehidupan Heisenberg bisa menjadi kehidupan seseorang yang telah membangun salah satu yang paling mematikan dalam sejarah tetapi, untungnya, ilmuwan ini memiliki moral yang mencegahnya mewujudkannya. Mari kita lihat kisahnya melalui biografi Werner Heisenberg ini.

• Artikel terkait: "10 Cabang Fisika dan Bidang Ilmunya"

Biografi singkat Werner Heisenberg

Werner Karl Heisenberg lahir pada 5 Desember 1901 di Würzburg, Jerman. Putra Annie dan August Heisenberg, seorang profesor humaniora yang mengkhususkan diri dalam sejarah Byzantium.

Sejak usia muda, Heisenberg cenderung ke matematika, dan pada tingkat yang lebih rendah ke fisika.

lintasan akademik

Pada tahun 1920 ia mencoba untuk memulai doktor dalam matematika murni dengan Ferdinand von Lindemann sebagai tutor, tetapi ia menolaknya sebagai mahasiswa karena profesor akan pensiun. Lindemann sendiri merekomendasikan agar Anda melakukan studi doktoral Anda dengan fisikawan Arnold Sommerfeld sebagai supervisor, yang menyambut Anda.

Saat melakukan tesis doktoral Anda, Heisenberg memiliki mitra Wolfgang Pauli, dengan siapa dia akan berkolaborasi erat dalam pengembangan mekanika kuantum..

Selama tahun pertama dia mengambil kursus matematika dengan tujuan untuk bekerja pada teori angka hampir tidak memiliki kesempatan tetapi, seiring berjalannya waktu, ia menjadi tertarik pada fisika teoretis. Werner Heisenberg mencoba mengerjakan Teori Relativitas Albert Einstein dan rekannya Pauli menasihatinya untuk mendedikasikan dirinya pada Teori Atom di mana masih ada beberapa perbedaan antara teori dan bukti eksperimental.

Selama studinya di Universitas Munich ia memilih fisika, tanpa melepaskan minatnya pada matematika murni. Pada saat itu fisika pada dasarnya adalah ilmu eksperimental. Arnold Sommerfeld mengakui kemampuannya yang luar biasa untuk fisika matematika, tetapi dia juga menunjukkan sesuatu yang pasti penentangan terhadap kelulusan doktoral Heisenberg karena kurangnya pengalamannya dalam bidang fisika eksperimental. Namun, Werner Heisenberg akhirnya menyelesaikan gelar doktornya pada tahun 1923, mempresentasikan sebuah karya tentang turbulensi fluida.

Dari Munich, Heisenberg melanjutkan ke Universitas Göttingen, tempat Max Born mengajar dan, Pada tahun 1924, ia pergi ke Institut Kopenhagen untuk Fisika Teoritis yang disutradarai oleh Niels Bohr. Di sana Heisenberg akan bertemu dengan fisikawan penting lainnya seperti Albert Einstein, dan dengan demikian memulai periode paling produktifnya, yang menghasilkan penciptaan mekanika matriks. Prestasi ini akan diakui dengan memenangkan Hadiah Nobel dalam Fisika pada tahun 1932.

Pada tahun 1927 ia menjabat sebagai profesor di Universitas Leipzig, mengajar fisika teoretis.

• Anda mungkin tertarik pada: "5 Zaman Sejarah (dan Karakteristiknya)"

Mekanika Matriks dan Prinsip Ketidakpastian

Pada tahun 1925 Werner Heisenberg mengembangkan mekanika kuantum matriks. Teori ini menonjol karena pragmatismenya yang hebat karena, alih-alih berkonsentrasi pada evolusi sistem fisik dari awal hingga akhir, teori ini memusatkan perhatiannya pada evolusi sistem fisik. upaya untuk memperoleh informasi dengan mengetahui keadaan awal dan akhir sistem, tanpa perlu khawatir mengetahui secara tepat apa yang terjadi di setengah.

Heisenberg memunculkan ide pengelompokan informasi dalam bentuk tabel entri ganda, sesuatu yang menarik perhatian Max Born, karena telah dipelajari oleh ahli matematika, yang tidak berbeda dengan teori matriks. Demikian pula, salah satu hasil yang paling mencolok adalah bahwa perkalian matriks tidak komutatif, sehingga asosiasi besaran fisis dengan matriks harus mencerminkan bahwa fakta matematika. Sebagai konsekuensi dari ini, Heisenberg mengucapkan Prinsip Ketidakpastian.

Apa yang disebut prinsip ketidakpastian atau ketidaktentuan, juga disebut Prinsip Heisenberg, menyatakan bahwa itu bukan mungkin untuk mengetahui, dengan presisi yang berubah-ubah dan ketika massanya konstan, posisi dan momen a partikel. Dari sini dapat disimpulkan bahwa produk dari ketidakpastian kedua besaran harus selalu lebih besar dari konstanta Planck.

Pernyataan Prinsip Ketidakpastian menyebabkan banyak kegemparan di antara fisikawan saat itu, karena ia menganggap hilangnya kepastian klasik dalam fisika dan pengenalan indeterminisme yang mempengaruhi dasar-dasar materi dan alam semesta material. Prinsip ini mengandaikan ketidakmungkinan praktis melakukan pengukuran sempurna karena, kehadiran sederhana dari pengamat mengganggu nilai partikel lain yang dianggap dan mempengaruhi pengukuran yang dilakukan tanjung.

Werner Heisenberg juga meramalkan, berkat prinsip-prinsip mekanika kuantum, spektrum ganda atom hidrogen dan berhasil menjelaskan, juga, spektrum atom helium. Karyanya tentang teori nuklir juga memungkinkan dia untuk memprediksi bahwa molekul hidrogen bisa ada di dua keadaan., satu sebagai ortohidrogen, di mana inti dari dua atomnya berputar ke arah yang sama, dan yang lain sebagai parahidrogen, di mana inti mereka berputar dalam arah yang berlawanan.

• Artikel terkait: "4 jenis utama ilmu (dan bidang penelitiannya)"

Perang Dunia Kedua

Pada tahun 1935 ia mencoba menggantikan Sommerfeld ketika ia pensiun sebagai guru di Munich. Namun, dengan munculnya Nazi, keinginan Heisenberg terpotong.

Partai Nazi ingin menghilangkan semua teori fisika "Yudaisasi", dan dalam kategori aneh itu adalah mekanika kuantum dan relativitas, kedua teori yang diajarkan oleh Heisenberg di kelasnya dan yang referensinya adalah orang Yahudi Max Born dan Albert einsen. Akibatnya, Nazi mencegah penunjukan Heisenberg.

Namun, takdirnya akan berubah ketika, pada tahun 1938, Nazi "dengan ramah" mengundangnya untuk memimpin upaya mereka untuk membuat senjata atom. Untuk itu, antara tahun 1942 dan 1945, Werner Heisenberg berhasil memimpin Institut Fisika Kaiser Wilhelm di Berlin. Selama Perang Dunia II ia bekerja dengan Otto Hahn, salah satu penemu fisi nuklir, berkolaborasi dalam pembuatan reaktor nuklir.

Selama bertahun-tahun ada keraguan apakah proyek ini gagal karena anggotanya tidak berhasil atau karena Heisenberg dan rekan-rekannya secara eksplisit menyabotasenya dengan mencurigai apa yang mungkin dilakukan Adolf Hitler dengan bom. atom.

Pada bulan September 1941 Heisenberg pergi ke Denmark untuk mengunjungi Niels Bohr. Dalam tindakan yang menurut Nazi hanya dapat diklasifikasikan sebagai pengkhianatan dan sangat membahayakan dirinya, Heisenberg berbicara dengan Bohr tentang proyek bom atom Jerman dan bahkan menggambarnya dengan gambar reaktor.

Heisenberg tahu bahwa Bohr memiliki kontak di luar Eropa yang tidak diduduki dan mengusulkan upaya bersama untuk bahwa para ilmuwan dari Poros dan sekutu menunda penelitian nuklir sampai perang usai. Pada bulan Juni 1942, ilmuwan Jerman lainnya, J. Hans D. Jensen mengatakan kepada Bohr bahwa para ilmuwan Jerman tidak mengerjakan bom nuklir, tetapi hanya pada reaktor.

Heisenberg dan ilmuwan Jerman lainnya selalu mengklaim bahwa, untuk alasan moral, mereka tidak berusaha membuat bom atom Nazi., selain fakta bahwa keadaan tidak diberikan untuk melakukannya. Pernyataan ini dikecam oleh para ilmuwan yang berpartisipasi dalam Proyek Manhattan, yang menyatakan bahwa Heisenberg tidak benar-benar membuat bom atom Jerman dengan melakukan kesalahan dalam perhitungan jumlah Uranium-235 yang diperlukan dan massa kritis untuk menopang reaksi.

• Anda mungkin tertarik pada: "Psikologi konflik: teori yang menjelaskan perang dan kekerasan"

Heisenberg dalam menghadapi teknologi nuklir baru

Pada akhir perang di Eropa dan sebagai bagian dari Operasi Epsilon, Heisenberg bersama dengan ilmuwan lain, termasuk Otto Hahn, Carl Friedrich von Weizsäcker dan Max von Laue, ditangkap dan ditempatkan di sebuah rumah pedesaan bernama Farm Hall di Inggris. Penjara rumah ini memiliki mikrofon tersembunyi yang merekam semua percakapan para tahanan.

Berada di rumah itu, pada tanggal 6 Agustus, pukul enam sore, Heisenberg dan sesama narapidana mendengar laporan BBC tentang bom atom Hiroshima. Malam berikutnya Werner Heisenberg memberikan ceramah kepada rekan-rekannya, melalui laporan, termasuk perkiraan kira-kira massa kritis yang tepat dan Uranium-235 diperlukan, selain fitur desain dari bom.

Pidato ini dianggap sebagai bukti bahwa Heisenberg benar-benar dapat membuat perhitungan ini ketika dia bekerja untuk Nazi Jerman, tetapi dia tidak mau, yang memberikan kekuatan pada argumen bahwa dia tidak benar-benar membuat bom karena keberatan moral.

Mungkin ungkapannya yang paling tepat meringkas posisinya pada penggunaan akhir teori atom adalah sebagai berikut:

"Gagasan tidak bertanggung jawab atas apa yang dibuat pria darinya."

• Artikel terkait: "Marie Curie: biografi peneliti perintis radioaktivitas ini"

Tahun-tahun terakhir

Setelah akhir perang, Heisenberg akhirnya dibebaskan dan diizinkan untuk terus bekerja di bidang fisika di negara asalnya, Jerman. Pada tahun 1946 dia diangkat sebagai direktur Institut Max Planck, dan kemudian dia mengatur dan mengarahkan Institut Fisika dan Astrofisika Göttingen., yang dipindahkan pada tahun 1958 ke Munich.

Di kota itu Heisenberg berkonsentrasi pada penelitian teori partikel elementer, struktur inti atom, hidrodinamika turbulensi, sinar kosmik dan feromagnetisme.

Pada tahun 1970 ia dianugerahi Penghargaan Sigmund Freud untuk Prosa Akademik. Dia akan meninggal beberapa tahun kemudian, pada 1 Februari 1976 di Munich, pada usia 74 tahun.