Werner Heisenberg: 이 독일 이론 물리학자의 전기 및 공헌

Werner Heisenberg는 20세기 물리학에서 가장 중요한 인물 중 한 명입니다. 그의 불확정성 원리는 양자 및 핵 이론에서의 발견과 함께 지난 세기와 현재에 걸쳐 이 과학을 형성했습니다.

20세기 초에 태어난 그의 삶은 그의 이론적 가정 덕분에 눈부신 호황을 누렸지만, 곧 나치에 의해 점령될 독일에 살았다는 것은 불행한 일이었다. 실험.

하이젠베르크의 삶은 가장 위대한 건축물 중 하나를 지은 사람의 삶이었을 것입니다. 역사상 치명적이었지만 다행히도 이 과학자에게는 그를 막는 도덕이 있었습니다. 구체화합니다. Werner Heisenberg의 전기를 통해 그의 이야기를 보자.

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Werner Heisenberg의 간략한 전기

Werner Karl Heisenberg는 1901년 12월 5일 독일 뷔르츠부르크에서 태어났습니다.. 애니와 비잔티움 역사를 전공한 인문학 교수 아우구스트 하이젠베르크의 아들.

하이젠베르크는 어렸을 때부터 수학에 관심이 많았고 물리학에 대해서는 관심이 적었습니다.

학업 궤적

1920년 그는 페르디난트 폰 린데만(Ferdinand von Lindemann)을 가정교사로 하여 순수 수학 박사 학위를 취득하려 했으나 교수가 곧 은퇴할 예정이어서 학생 신분으로 그를 거부했습니다. Lindemann은 물리학자 Arnold Sommerfeld와 함께 박사 과정을 지도할 것을 권장합니다.

박사논문을 작성하면서 Heisenberg는 파트너로 Wolfgang Pauli를 가지고 있으며 양자 역학 개발에 긴밀히 협력할 것입니다..

첫 해에 그는 이론을 연구할 의도로 주로 수학 과정을 수강합니다. 숫자는 거의 기회가 없었지만 시간이 지남에 따라 그는 이론 물리학에 관심을 갖게 되었습니다. Werner Heisenberg는 Albert Einstein의 상대성 이론을 연구하려고 하고 그의 파트너 Pauli는 그에게 조언합니다. 이론과 증거 사이에 여전히 상당한 불일치가 존재하는 원자 이론에 전념하기 위해 실험적.

뮌헨 대학에서 공부하는 동안 그는 순수 수학에 대한 관심을 포기하지 않고 물리학을 선택했습니다.

. 그 당시 물리학은 본질적으로 실험 과학이었습니다. Arnold Sommerfeld는 수학 물리학에 대한 그의 비범한 능력을 인정했지만, 하이젠베르크의 물리학 경험 부족으로 박사 학위 취득 반대 실험적. 그러나 Werner Heisenberg는 유체 난류에 대한 연구를 발표하면서 결국 1923년에 박사 학위를 마쳤습니다.

뮌헨에서 Heisenberg는 Max Born이 가르쳤던 괴팅겐 대학으로 갔습니다. 1924년에 닐스 보어가 지도하는 코펜하겐 이론 물리학 연구소에 갔다.. 그곳에서 하이젠베르그는 알베르트 아인슈타인과 같은 다른 중요한 물리학자들을 만나고 가장 생산적인 시기를 시작하여 매트릭스 역학을 창안했습니다. 이 업적은 1932년 노벨 물리학상을 수상함으로써 인정될 것입니다.

1927년에는 라이프치히 대학에서 이론 물리학을 가르치는 교수로 재직했습니다.

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행렬 역학과 불확정성 원리

1925년 Werner Heisenberg는 매트릭스 양자 역학을 개발했습니다. 이 이론은 처음부터 끝까지 물리적 시스템의 진화에 집중하는 대신 시스템에서 무슨 일이 일어났는지 정확히 아는 것에 대해 걱정하지 않고 시스템의 초기 및 최종 상태를 알고 정보를 얻으려는 노력 반.

Heisenberg는 이중 입력 테이블의 형태로 정보를 그룹화하는 아이디어를 제시합니다., Max Born이 그의 관심을 끈 것은 이미 수학자들이 연구했기 때문에 행렬 이론과 다르지 않았습니다. 유사하게, 가장 놀라운 결과 중 하나는 행렬 곱셈이 가환성이므로 물리량과 행렬의 연관성은 다음을 반영해야 합니다. 수학적 사실. 그 결과 하이젠베르크는 불확정성의 원리를 선언합니다.

하이젠베르크 원리라고도 하는 소위 불확정성 또는 불확정성 원리는 다음과 같이 말합니다. 임의의 정밀도로 질량이 일정할 때 위치와 모멘트를 알 수 있습니다. 입자. 이로부터 두 크기의 불확실성의 곱은 항상 플랑크 상수의 곱보다 커야 합니다.

불확정성 원리의 선언은 당시 물리학자들 사이에 큰 반향을 일으켰습니다., 그것은 물리학에서 고전적 확실성의 결정적인 소멸과 물질과 물질적 우주의 기초에 영향을 미친 비결정론의 도입을 가정했기 때문입니다. 이 원칙은 단순한 존재 때문에 완벽한 측정을 수행하는 것이 현실적으로 불가능하다고 가정합니다. 관찰자는 고려되는 다른 입자의 값을 방해하고 측정에 영향을 미칩니다. 곶.

Werner Heisenberg는 또한 양자역학의 원리 덕분에 수소 원자의 이중 스펙트럼을 예측하고 헬륨 원자의 이중 스펙트럼도 설명할 수 있었습니다. 핵 이론에 대한 그의 연구는 또한 수소 분자가 두 가지 상태로 존재할 수 있다는 것을 예측할 수 있게 해주었습니다.하나는 두 원자의 핵이 같은 방향으로 회전하는 오르토 수소이고 다른 하나는 핵이 반대 방향으로 회전하는 파라 수소입니다.

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제2차 세계 대전

1935년 그는 뮌헨에서 교사로 은퇴했을 때 좀머펠트를 대신하려고 했습니다. 그러나 나치의 부상과 함께 하이젠베르크의 소원은 잘립니다.

나치당은 모든 "유대화" 물리 이론을 제거하기를 원했습니다., 그리고 그 흥미로운 범주에는 양자역학과 상대성 이론이 있었는데, 두 이론 모두 하이젠베르그가 수업에서 가르쳤고 그의 대상은 유대인 막스 본(Max Born)과 알버트 아인센. 결과적으로 나치는 하이젠베르크의 임명을 방해한다.

그러나 그의 운명은 1938년에 나치가 "친절하게" 그를 초대하여 원자 무기 제조 시도를 이끌자 바뀌었습니다. 이러한 이유로 1942년에서 1945년 사이에 Werner Heisenberg는 베를린에 있는 Kaiser Wilhelm Institute for Physics를 이끌었습니다. 제2차 세계 대전 중에 그는 원자로 제조에 협력하면서 핵분열의 발견자 중 한 사람인 Otto Hahn과 함께 일했습니다.

수년 동안 이 프로젝트가 구성원이 성공하지 못했기 때문에 실패한 것인지 아니면 하이젠베르크와 그의 동료들은 아돌프 히틀러가 폭탄으로 무슨 짓을 했을지 의심함으로써 이를 명백히 방해했습니다. 원자.

1941년 9월 하이젠베르크는 닐스 보어를 방문하기 위해 덴마크로 갔다. 나치에 따르면 반역으로 분류될 수 있었고 그를 심각하게 위험에 빠뜨리는 행위에서, Heisenberg는 Bohr에게 독일 원자폭탄 프로젝트에 대해 이야기했고 원자로 도면까지 그에게 그렸습니다..

하이젠베르크는 보어가 비점령 유럽 이외의 지역과 접촉하고 있음을 알고 공동 노력을 제안했습니다. 추축국과 동맹국의 과학자들은 전쟁이 끝날 때까지 핵 연구를 연기했습니다. 1942년 6월 또 다른 독일 과학자 J. 한스 D. Jensen은 Bohr에게 독일 과학자들은 핵폭탄이 아니라 원자로에서만 연구하고 있다고 말했습니다.

하이젠베르크와 다른 독일 과학자들은 항상 도덕적인 이유로 나치의 원자폭탄을 만들려고 시도하지 않았다고 주장했습니다., 그렇게 할 수 있는 상황이 주어지지 않았다는 사실 외에도. 이 진술은 맨해튼 프로젝트에 참여한 과학자들이 하이젠베르크가 실제로 우라늄-235의 필요한 양과 유지에 필요한 임계 질량을 잘못 계산하여 독일 원자폭탄을 제조했습니다. 반응.

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새로운 원자력 기술에 직면한 하이젠베르크

유럽 ​​전쟁이 끝나고 엡실론 작전의 일환으로 하이젠베르크는 오토를 비롯한 다른 과학자들과 함께 Hahn, Carl Friedrich von Weizsäcker 및 Max von Laue는 체포되어 영국의 Farm Hall이라는 시골집에 수감되었습니다. 영국. 이 교도소에는 수감자들의 모든 대화를 녹음한 마이크가 숨겨져 있었습니다.

그 집에 있는 8월 6일 오후 6시, Heisenberg와 그의 동료 수감자들은 히로시마 원자폭탄에 대한 BBC 보고서를 들었습니다.. 다음 날 밤 Werner Heisenberg는 보고서를 통해 동료들에게 다음과 같이 말했습니다. 대략적으로 정확한 임계 질량과 Uranium-235가 필요하며, 폭탄.

이 연설은 하이젠베르크가 실제로 일할 때 이러한 계산을 할 수 있었다는 증거로 간주됩니다. 나치 독일을 위한 것이지만 그는 원하지 않았기 때문에 반대 때문에 실제로 폭탄을 만들지 않았다는 주장에 힘을 실어줍니다. 수신.

아마도 원자 이론의 최종 사용에 대한 그의 입장을 가장 잘 요약한 그의 문구는 다음과 같을 것입니다.

"아이디어는 사람들이 생각하는 것에 대해 책임을 지지 않습니다."

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지난 몇 년

전쟁이 끝난 후 하이젠베르크는 결국 석방되었고 그의 고향 독일에서 물리학 분야에서 계속 일할 수 있었습니다. 1946년에 그는 막스 플랑크 연구소의 소장으로 임명되었고 나중에 괴팅겐 물리학 및 천체 물리학 연구소를 조직하고 지휘했습니다., 1958년 뮌헨으로 이관되었습니다.

그 도시에서 하이젠베르크는 소립자 이론에 대한 연구에 집중했습니다. 원자핵의 구조, 난류의 유체역학, 우주선 및 강자성.

1970년 그는 학술 산문 부문에서 지그문트 프로이트 상을 수상했습니다. 그는 몇 년 후인 1976년 2월 1일 뮌헨에서 74세의 나이로 세상을 떠났습니다.