ヴェルナーハイゼンベルク：このドイツの理論物理学者の伝記と貢献

ヴェルナーハイゼンベルクは、20世紀の物理学で最も重要な人物の1人です。 彼の不確定性原理は、量子理論および核理論における彼の発見とともに、過去1世紀および現在を通じてこの科学を形作っています。

20世紀初頭に生まれた彼の人生は、彼の理論的仮定のおかげで目覚ましいブームに見舞われました。 彼らの暗い計画を持っているであろうナチスによってすぐに引き継がれるであろうドイツに住んでいたという不幸 実験。

ハイゼンベルグの人生は、最も多くのものを建てた人の人生だったかもしれません 歴史上致命的ですが、幸いなことに、この科学者は彼を妨げる道徳を持っていました それを実現します。 ヴェルナーハイゼンベルクのこの伝記を通して彼の話を見てみましょう.

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ヴェルナーハイゼンベルクの簡単な伝記

ヴェルナー・カール・ハイゼンベルクは、1901年12月5日にドイツのヴュルツブルクで生まれました。. アニーの息子とビザンチウムの歴史を専門とする人文科学の教授であるアウグストハイゼンベルク。

ハイゼンベルグは幼い頃から数学に傾倒していましたが、物理学にはあまり傾倒していませんでした。

アカデミックな軌跡

1920年に彼はフェルディナントフォンリンデマンを家庭教師として純粋数学の博士号を取得しようとしましたが、教授が引退しようとしていたため、彼は学生として彼を拒否しました。 リンデマン自身は、物理学者のアーノルド・ゾンマーフェルトをスーパーバイザーとして博士号を取得することをお勧めします。

あなたの博士論文をしている間、 ハイゼンベルグはパートナーとしてヴォルフガング・パウリを持っており、彼は量子力学の開発において緊密に協力していました。.

彼の最初の年の間、彼は理論に取り組むことを意図して主に数学のコースを受講します 数字にはチャンスがほとんどありませんでしたが、時間が経つにつれて、彼は理論物理学に興味を持つようになりました。 ヴェルナー・ハイゼンベルクはアルバート・アインシュタインの相対性理論に取り組み、彼のパートナーであるパウリは彼に助言します 理論と証拠の間にまだかなりの矛盾があった原子理論に専念すること 実験的。

ミュンヘン大学での研究中、彼は純粋数学への興味をあきらめることなく、物理学を選びました。. 当時、物理学は本質的に実験科学でした。 アーノルド・ゾンマーフェルトは、数理物理学に対する彼の並外れた能力を認めましたが、彼はまた、特定の能力を示しました 物理学のスキルの経験が非常に不足しているため、ハイゼンベルグの博士号を取得することに反対 実験的。 しかし、ヴェルナーハイゼンベルクは、最終的に1923年に博士号を取得し、流体の乱流に関する研究を発表しました。

ミュンヘンから、ハイゼンベルクはゲッティンゲン大学に進み、そこでマックス・ボルンが教え、そして 1924年に、彼はニールスボーア監督のコペンハーゲン理論物理学研究所に行きました。. そこでハイゼンベルグはアルバートアインシュタインのような他の重要な物理学者と出会い、彼の最も生産的な期間を開始し、その結果、行列力学が生まれました。 この成果は、1932年にノーベル物理学賞を受賞することで認められます。

1927年に彼はライプツィヒ大学の教授を務め、理論物理学を教えました。

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行列力学と不確定性原理

1925年、ヴェルナーハイゼンベルクは行列量子力学を開発しました。 この理論は、物理システムの最初から最後までの進化に集中するのではなく、その優れた実用主義を際立たせています。 システムの初期状態と最終状態を知っている情報を取得するための努力。何が起こったのかを正確に知ることを心配する必要はありません。 半分。

ハイゼンベルグは、複式簿記の形で情報をグループ化するという考えを提起しています、それはすでに数学者によって研究されていたので、マックス・ボルンが彼の注意を引いたものであり、それは行列理論と変わらなかった。 同様に、最も印象的な結果の1つは、行列の乗算がそうではなかったことです。 可換であるため、物理量と行列の関連付けはそれを反映する必要があります 数学的事実。 この結果として、ハイゼンベルグは不確定性原理を発表します。

ハイゼンベルク原理とも呼ばれる、いわゆる不確定性または不確定性原理は、そうではないと述べています 任意の精度で、質量が一定の場合、の位置とモーメントを知ることができます 粒子。 このことから、両方の大きさの不確かさの積は常にプランク定数の積よりも大きくなければならないということになります。

不確定性原理の声明は、当時の物理学者の間で多くの騒動を引き起こしましたなぜなら、それは物理学における古典的な確実性の決定的な消失と、物質と物質宇宙の基礎に影響を与えた非決定論の導入を想定していたからです。 この原理は、完全な測定を実行することの実際的な不可能性を前提としています。 オブザーバーは、考慮される他の粒子の値を乱し、行われている測定に影響を与えます ケープ。

ヴェルナーハイゼンベルクはまた、量子力学の原理のおかげで、水素原子の二重スペクトルを予測し、ヘリウム原子のそれも説明することができました。 核理論に関する彼の研究はまた、水素分子が2つの状態で存在する可能性があることを予測することを可能にしました。1つは、2つの原子の核が同じ方向に回転するオルト水素として、もう1つは、核が反対方向に回転するパラ水素としてです。

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第二次世界大戦

1935年に彼はミュンヘンで教師として引退したときにゾンマーフェルトに取って代わろうとしました。 しかし、ナチスの台頭により、ハイゼンベルグの願いは打ち切られました。

ナチ党はすべての「ユダヤ化」物理理論を排除したかった、そしてその奇妙なカテゴリーには量子力学と相対性理論があり、両方の理論はハイゼンベルクによって彼のクラスで教えられ、その指示対象はユダヤ人のマックス・ボルンと アルバートアインセン. 結果として、ナチスはハイゼンベルグの任命を妨げます。

しかし、1938年にナ​​チスが「親切に」彼に核兵器製造の試みを主導するように勧めたとき、彼の運命は変わるでしょう。 このため、1942年から1945年の間に、ヴェルナーハイゼンベルクはベルリンのカイザーヴィルヘルム物理学研究所を指揮することに成功しました。 第二次世界大戦中、彼は核分裂の発見者の1人であるオットーハーンと協力して原子炉の製造に協力しました。

何年もの間、このプロジェクトが失敗したのは、そのメンバーが単に成功しなかったためなのか、それとも単に成功しなかったためなのかについて疑問がありました。 ハイゼンベルグと彼の共同研究者たちは、アドルフ・ヒトラーが爆弾で何をしたのかを疑って、それを明示的に妨害した。 アトミック。

1941年9月、ハイゼンベルクはニールスボーアを訪問するためにデンマークに行きました。 ナチスによれば、反逆罪としてのみ分類され、彼を深刻に危険にさらす行為において、 ハイゼンベルクは、ドイツの原子爆弾プロジェクトについてボーアに話し、原子炉の図面を描いた。.

ハイゼンベルグは、ボーアが占領されていないヨーロッパ以外で接触していることを知っており、 アクシスと同盟国の両方の科学者は、戦争が終わるまで核研究を延期した。 1942年6月、別のドイツの科学者、J。 ハンスD。 ジェンセンはボーアに、ドイツの科学者たちは核爆弾ではなく、原子炉だけに取り組んでいると語った。

ハイゼンベルクと他のドイツの科学者たちは、道徳的な理由から、ナチスの原子爆弾を作ろうとはしなかったと常に主張していました。、そうするための状況が与えられなかったという事実に加えて。 これらの声明は、マンハッタン計画に参加した科学者によって非難され、ハイゼンベルグは実際にはそうではなかったと述べました ウラン235の必要量とそれを維持するための臨界質量の計算に誤りを犯してドイツの原子爆弾を製造した 反応。

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新しい核技術に直面したハイゼンベルグ

ヨーロッパでの戦争の終わりに、そしてイプシロン作戦の一環として、ハイゼンベルグはオットーを含む他の科学者と一緒に ハーン、カール・フリードリヒ・フォン・ヴァイツサッカー、マックス・フォン・ラウエが逮捕され、 イングランド。 この家の刑務所には、囚人のすべての会話を録音する隠しマイクがありました。

その家にいて、8月6日の午後6時に、 ハイゼンベルグと彼の仲間の囚人は、広島の原子爆弾に関するBBCの報告を聞いた. 次の夜、ヴェルナー・ハイゼンベルクは、見積もりを含むレポートとして、同僚に話をしました。 の設計上の特徴に加えて、ほぼ正しい臨界質量とウラン235が必要です。 爆弾。

このスピーチは、ハイゼンベルグが働いていたときに本当にこれらの計算を行うことができたという証拠であると考えられています ナチスドイツのために、しかし彼は望んでいませんでした、それは彼が異議のために実際に爆弾を作らなかったという議論に力を与えます 道徳。

おそらく、原子理論が最終的に使用されたときの彼の立場を最もよく要約している彼のフレーズは、次のようになりました。

「アイデアは、男性がそれらから作るものに対して責任がありません。」

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昨年

戦争の最後の終わりの後、ハイゼンベルグは最終的に解放され、彼の母国ドイツで物理学の仕事を続けることを許可されました。 1946年に彼はマックスプランク研究所の所長に任命され、後に彼はゲッティンゲン物理学および天体物理学研究所を組織し、監督しました。、1958年にミュンヘンに移管されました。

その都市では、ハイゼンベルグは素粒子の理論の研究に集中しました。 原子核の構造、乱流の流体力学、宇宙線、 強磁性。

1970年に彼はアカデミック散文のためのジークムントフロイト賞を受賞しました。 彼は数年後の1976年2月1日にミュンヘンで74歳で亡くなりました。