Werner Heisenberg: biografia i wkład tego niemieckiego fizyka teoretycznego

Werner Heisenberg jest jedną z najważniejszych postaci fizyki XX wieku. Jego zasada nieoznaczoności wraz z jego odkryciami w teorii kwantowej i jądrowej ukształtowały tę naukę przez ostatnie stulecie i współczesność.

Urodzony na początku XX wieku, dzięki założeniom teoretycznym, ale także dzięki nieszczęście mieszkać w Niemczech, które wkrótce zostaną przejęte przez nazistów, którzy mieliby mroczne plany co do ich eksperymenty.

Życie Heisenberga mogło być życiem kogoś, kto zbudował jedno z najbardziej zabójczy w historii, ale na szczęście ten naukowiec miał morał, który mu uniemożliwił zmaterializować to. Przyjrzyjmy się jego historii poprzez biografię Wernera Heisenberga.

• Powiązany artykuł: „10 działów fizyki i ich dziedzin wiedzy”

Krótka biografia Wernera Heisenberga

Werner Karl Heisenberg urodził się 5 grudnia 1901 r. w Würzburgu w Niemczech. Syn Annie i Augusta Heisenbergów, profesora nauk humanistycznych specjalizującego się w historii Bizancjum.

Heisenberg od najmłodszych lat skłaniał się ku matematyce iw mniejszym stopniu ku fizyce.

Trajektoria akademicka

W 1920 roku próbował rozpocząć doktorat z czystej matematyki pod kierunkiem Ferdinanda von Lindemanna, ale odrzucił go jako studenta, ponieważ profesor miał przejść na emeryturę. Sam Lindemann zaleca, abyś zrobił studia doktoranckie z fizykiem Arnoldem Sommerfeldem jako promotorem, który cię wita.

Robiąc doktorat, Heisenberg ma za partnera Wolfganga Pauliego, z którym ściśle współpracował przy rozwoju mechaniki kwantowej..

Na pierwszym roku uczęszcza głównie na kursy matematyki z zamiarem pracy nad teorią Liczby prawie nie miały szans, ale z biegiem czasu zainteresował się fizyką teoretyczną. Werner Heisenberg próbuje pracować nad teorią względności Alberta Einsteina, a jego partner Pauli doradza mu poświęcić się teorii atomowej, w której wciąż było sporo rozbieżności między teorią a dowodami eksperymentalny.

Podczas studiów na Uniwersytecie Monachijskim wybrał fizykę, nie rezygnując z zainteresowania czystą matematyką. W tym czasie fizyka była zasadniczo nauką doświadczalną. Arnold Sommerfeld docenił jego niezwykłe zdolności w zakresie fizyki matematycznej, ale też wykazał się pewnym sprzeciw wobec ukończenia studiów doktoranckich Heisenberga ze względu na jego wielki brak umiejętności, brak doświadczenia w fizyce eksperymentalny. Jednak Werner Heisenberg ostatecznie ukończył doktorat w 1923 roku, przedstawiając pracę na temat turbulencji płynów.

Z Monachium Heisenberg udał się na Uniwersytet w Getyndze, gdzie wykładał Max Born i: W 1924 udał się do Instytutu Fizyki Teoretycznej w Kopenhadze kierowanego przez Nielsa Bohr. Tam Heisenberg spotkał się z innymi ważnymi fizykami, takimi jak Albert Einstein, iw ten sposób rozpoczął swój najbardziej produktywny okres, w wyniku którego powstała mechanika macierzowa. To osiągnięcie zostało docenione zdobyciem Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki w 1932 roku.

W 1927 był profesorem na Uniwersytecie w Lipsku, ucząc fizyki teoretycznej.

• Możesz być zainteresowany: „5 epok historii (i ich cechy)”

Mechanika Macierzy i Zasada Nieoznaczoności

W 1925 Werner Heisenberg opracował macierzową mechanikę kwantową. Teoria ta wyróżnia się wielkim pragmatyzmem, ponieważ zamiast koncentrować się na ewolucji systemów fizycznych od początku do końca, koncentruje swoją starania o uzyskanie informacji znających stan początkowy i końcowy systemu, bez obaw o dokładne poznanie tego, co wydarzyło się w połowa.

Heisenberg wnosi ideę grupowania informacji w postaci tabel z podwójnymi wpisami, coś, na co zwrócił uwagę Max Born, ponieważ było to już studiowane przez matematyków, co nie różniło się od teorii macierzy. Podobnie, jednym z najbardziej uderzających wyników jest to, że mnożenie macierzy nie było przemienne, więc związki wielkości fizycznych z macierzami musiałyby to odzwierciedlać fakt matematyczny. W konsekwencji Heisenberg ogłasza Zasadę Nieoznaczoności.

Tak zwana zasada niepewności lub nieoznaczoności, zwana także zasadą Heisenberga, stwierdza, że ​​nie jest możliwe do poznania, z dowolną precyzją i przy stałej masie, położenie i moment a cząstka. Z tego wynika, że ​​iloczyn niepewności obu wielkości musi być zawsze większy od stałej Plancka.

Stwierdzenie zasady nieoznaczoności wywołało duże poruszenie wśród ówczesnych fizyków, ponieważ zakładał definitywne zniknięcie klasycznej pewności w fizyce i wprowadzenie indeterminizmu, który wpłynął na podstawy materii i materialnego wszechświata. Zasada ta zakłada praktyczną niemożność przeprowadzenia doskonałych pomiarów, ponieważ zwykła obecność obserwator zaburza wartości innych rozważanych cząstek i wpływa na dokonywany pomiar peleryna.

Werner Heisenberg przewidział również, dzięki zasadom mechaniki kwantowej, podwójne widmo atomu wodoru i zdołał wyjaśnić również widmo atomu helu. Jego praca nad teorią jądrową pozwoliła mu również przewidzieć, że cząsteczka wodoru może istnieć w dwóch stanach., jeden jako ortowodór, w którym jądra jego dwóch atomów obracają się w tym samym kierunku, a drugi jako parawodór, w którym ich jądra wirują w przeciwnych kierunkach.

• Powiązany artykuł: „4 główne rodzaje nauki (i ich dziedziny badań)”

Druga wojna światowa

W 1935 próbował zastąpić Sommerfelda, kiedy przeszedł na emeryturę jako nauczyciel w Monachium. Jednak wraz z pojawieniem się nazistów życzenia Heisenberga zostały okrojone.

Partia nazistowska chciała wyeliminować wszelką „judaizującą” teorię fizyczną, aw tej ciekawej kategorii były mechanika kwantowa i teoria względności, obie teorie nauczane przez Heisenberga na jego zajęciach i których odniesieniami byli Żydzi Max Born i Albert Einsen. W konsekwencji naziści uniemożliwiają mianowanie Heisenberga.

Jednak jego przeznaczenie zmieniło się, gdy w 1938 r. naziści „życzliwie” zaprosili go, by poprowadził ich próbę wyprodukowania broni atomowej. Z tego powodu w latach 1942-1945 Werner Heisenberg kierował Instytutem Fizyki Cesarza Wilhelma w Berlinie. W czasie II wojny światowej współpracował z Otto Hahnem, jednym z odkrywców rozszczepienia jądrowego, współpracując przy produkcji reaktora jądrowego.

Przez wiele lat istniała wątpliwość, czy ten projekt się nie powiódł, ponieważ jego członkom po prostu się nie powiodło, czy też dlatego Heisenberg i jego współpracownicy wyraźnie sabotowali to, podejrzewając, co Adolf Hitler mógł zrobić z bombą. atomowy.

We wrześniu 1941 Heisenberg udał się do Danii, aby odwiedzić Nielsa Bohra. W akcie, który według nazistów mógł być jedynie zakwalifikowany jako zdrada stanu i poważnie go zagrażał, Heisenberg rozmawiał z Bohrem o niemieckim projekcie bomby atomowej, a nawet narysował mu rysunek reaktora.

Heisenberg wiedział, że Bohr ma kontakty poza nieokupowaną Europą i zaproponował wspólny wysiłek, aby: że naukowcy zarówno z Osi, jak i sojuszników opóźniali badania nuklearne do zakończenia wojny. W czerwcu 1942 inny niemiecki naukowiec, J. Hans D. Jensen powiedział Bohrowi, że niemieccy naukowcy nie pracowali nad bombą atomową, a jedynie nad reaktorem.

Heisenberg i inni niemieccy naukowcy zawsze twierdzili, że z powodów moralnych nie próbowali zbudować nazistowskiej bomby atomowej., oprócz tego, że nie podano do tego okoliczności. Te oświadczenia zostały potępione przez naukowców, którzy uczestniczyli w Projekcie Manhattan, twierdząc, że Heisenberg tak naprawdę nie wyprodukował niemiecką bombę atomową, błędnie obliczając niezbędną ilość uranu-235 i masę krytyczną do podtrzymania reakcja.

• Możesz być zainteresowany: „Psychologia konfliktu: teorie wyjaśniające wojny i przemoc”

Heisenberg w obliczu nowej technologii jądrowej

Pod koniec wojny w Europie i w ramach operacji Epsilon Heisenberg wraz z innymi naukowcami, w tym Otto Hahn, Carl Friedrich von Weizsäcker i Max von Laue zostali aresztowani i umieszczeni w wiejskim domu zwanym Farm Hall w Anglia. To więzienie domowe miało ukryte mikrofony, które nagrywały wszystkie rozmowy więźniów.

Będąc w tym domu, 6 sierpnia o szóstej po południu, Heisenberg i jego współwięźniowie usłyszeli raport BBC o bombie atomowej w Hiroszimie. Następnej nocy Werner Heisenberg wygłosił przemówienie do swoich kolegów w formie raportu, który zawierał oszacowanie w przybliżeniu wymagana poprawna masa krytyczna i uran-235, oprócz cech konstrukcyjnych bomba.

Ta przemowa jest uważana za dowód na to, że Heisenberg naprawdę mógł dokonać tych obliczeń, kiedy pracował za nazistowskie Niemcy, ale nie chciał, co utwierdza argument, że tak naprawdę bomby nie zbudował z powodu sprzeciwów moralność.

Być może jego zdanie, które najlepiej podsumowuje jego stanowisko w sprawie ostatecznego zastosowania teorii atomowej, okazało się być następujące:

„Idee nie są odpowiedzialne za to, co robią z nich mężczyźni”.

• Powiązany artykuł: „Marie Curie: biografia pionierskiego badacza radioaktywności”

Ostatnie lata

Po ostatecznym zakończeniu wojny Heisenberg został ostatecznie uwolniony i pozwolono mu kontynuować pracę w fizyce w rodzinnych Niemczech. W 1946 został dyrektorem Instytutu Maxa Plancka, później zorganizował i kierował Instytutem Fizyki i Astrofizyki w Getyndze., który został przeniesiony w 1958 roku do Monachium.

W tym mieście Heisenberg skoncentrował się na badaniach nad teorią cząstek elementarnych, budowa jądra atomowego, hydrodynamika turbulencji, promienie kosmiczne i ferromagnetyzm.

W 1970 otrzymał Nagrodę Zygmunta Freuda za prozę akademicką. Zmarł kilka lat później, 1 lutego 1976 roku w Monachium, w wieku 74 lat.