Werner Heisenberg: biografia și contribuțiile acestui fizician teoretician german

Werner Heisenberg este una dintre cele mai importante figuri ale fizicii secolului XX. Principiul său de incertitudine, împreună cu descoperirile sale în teoria cuantică și nucleară au modelat această știință de-a lungul secolului trecut și în prezent.

Născut la începutul secolului al XX-lea, viața sa a fost marcată de un boom remarcabil datorită presupunerilor sale teoretice dar, de asemenea, ghinionul de a fi trăit într-o Germania care va fi în curând preluată de naziști care aveau planuri întunecate pentru experimente.

Viața lui Heisenberg ar fi putut fi aceea a cuiva care a construit unul dintre cele mai multe mortal în istorie, dar, din fericire, acest om de știință avea o morală care l-a împiedicat materializează-l. Să vedem povestea lui prin această biografie a lui Werner Heisenberg.

• Articol înrudit: „Cele 10 ramuri ale fizicii și domeniile lor de cunoaștere”

Scurtă biografie a lui Werner Heisenberg

Werner Karl Heisenberg s-a născut pe 5 decembrie 1901 la Würzburg, Germania. Fiul lui Annie și al lui August Heisenberg, profesor de științe umaniste specializat în istoria Bizanțului.

De mic, Heisenberg a fost înclinat spre matematică și, într-o măsură mai mică, spre fizică.

Traiectoria academică

În 1920 a încercat să-și înceapă doctoratul în matematică pură cu Ferdinand von Lindemann ca tutore, dar l-a respins ca student pentru că profesorul era pe punctul de a se pensiona. Lindemann însuși vă recomandă să vă faceți studiile doctorale cu fizicianul Arnold Sommerfeld ca supervizor, care vă urează bun venit.

În timp ce îți faci teza de doctorat, Heisenberg îl are ca partener pe Wolfgang Pauli, cu care ar colabora strâns în dezvoltarea mecanicii cuantice..

În primul său an, urmează în principal cursuri de matematică cu intenția de a lucra la teoria numerele nu au avut nicio șansă, dar, odată cu trecerea timpului, a devenit interesat de fizica teoretică. Werner Heisenberg încearcă să lucreze la Teoria relativității a lui Albert Einstein, iar partenerul său Pauli îl sfătuiește să se dedice teoriei atomice în care existau încă destul de multe discrepanțe între teorie și dovezi experimental.

În timpul studiilor la Universitatea din München a optat pentru fizică, fără a renunța la interesul pentru matematica pură.. La acea vreme, fizica era în esență o știință experimentală. Arnold Sommerfeld și-a recunoscut abilitățile extraordinare pentru fizica matematică, dar a arătat și o anumită opoziție față de absolvirea doctorului a lui Heisenberg din cauza lipsei sale mari de lipsă de abilități în fizică experimental. Cu toate acestea, Werner Heisenberg și-a terminat în cele din urmă doctoratul în 1923, prezentând o lucrare despre turbulența fluidelor.

De la München, Heisenberg a mers la Universitatea din Göttingen, unde Max Born a predat și, În 1924, a mers la Institutul de Fizică Teoretică din Copenhaga, condus de Niels Bohr.. Acolo, Heisenberg avea să cunoască alți fizicieni importanți, precum Albert Einstein, și astfel își va începe cea mai productivă perioadă, rezultând în crearea mecanicii matriceale. Această realizare va fi recunoscută prin câștigarea Premiului Nobel pentru fizică în 1932.

În 1927 a fost profesor la Universitatea din Leipzig, predând fizica teoretică.

• Ați putea fi interesat de: „Cele 5 vârste ale istoriei (și caracteristicile lor)”

Mecanica matriceală și principiul incertitudinii

În 1925, Werner Heisenberg a dezvoltat mecanica cuantică matriceală. Această teorie se remarcă prin marele pragmatism deoarece, în loc să se concentreze pe evoluția sistemelor fizice de la început până la sfârșit, își concentrează eforturile de a obține informații cunoscând starea inițială și finală a sistemului, fără a vă face griji de a cunoaște exact ce s-a întâmplat în jumătate.

Heisenberg ridică ideea grupării informațiilor sub formă de tabele cu intrare dublă, lucru la care i-a atras atenția Max Born, din moment ce fusese deja studiat de matematicieni, ceea ce nu era diferit de teoria matricei. În mod similar, unul dintre cele mai izbitoare rezultate este că multiplicarea matricei nu a fost comutativă, deci asocierile mărimilor fizice cu matrice ar trebui să reflecte asta fapt matematic. Ca o consecință a acestui fapt, Heisenberg enunță Principiul Indeterminației.

Așa-numitul principiu al incertitudinii sau indeterminației, numit și Principiul Heisenberg, afirmă că nu este posibil să se cunoască, cu o precizie arbitrară și când masa este constantă, poziția și momentul lui a particulă. De aici rezultă că produsul incertitudinilor ambelor mărimi trebuie să fie întotdeauna mai mare decât cel al constantei lui Planck.

Declarația Principiului Incertitudinii a provocat multă agitație în rândul fizicienilor vremii, întrucât presupunea dispariția definitivă a certitudinii clasice în fizică și introducerea unui indeterminism care a afectat fundamentele materiei și universului material. Acest principiu presupune imposibilitatea practică de a efectua măsurători perfecte deoarece, simpla prezență a observatorul perturbă valorile celorlalte particule care sunt luate în considerare și influențează măsurarea efectuată pelerină.

De asemenea, Werner Heisenberg a prezis, grație principiilor mecanicii cuantice, spectrul dual al atomului de hidrogen și a reușit să explice, de asemenea, pe cel al atomului de heliu. Lucrările sale privind teoria nucleară i-au permis, de asemenea, să prezică că molecula de hidrogen ar putea exista în două stări., unul ca ortohidrogen, în care nucleii celor doi atomi ai săi se rotesc în aceeași direcție, și altul ca parahidrogen, în care nucleii lor se rotesc în direcții opuse.

• Articol înrudit: „Cele 4 tipuri principale de știință (și domeniile lor de cercetare)”

Al doilea razboi mondial

În 1935 a încercat să-l înlocuiască pe Sommerfeld când s-a pensionat ca profesor la München. Cu toate acestea, odată cu ascensiunea naziștilor, dorințele lui Heisenberg sunt trunchiate.

Partidul Nazist a vrut să elimine toată teoria fizică „iudaizantă”., iar în acea categorie curioasă se aflau mecanica cuantică și relativitatea, ambele teorii predate de Heisenberg la cursurile sale și ai căror referenți erau evreii Max Born și Albert einsen. În consecință, naziștii împiedică numirea lui Heisenberg.

Cu toate acestea, destinul lui avea să se schimbe când, în 1938, naziștii l-au invitat „cu amabilitate” să conducă încercarea lor de a fabrica o armă atomică. Din acest motiv, între 1942 și 1945, Werner Heisenberg a reușit să conducă Institutul de Fizică Kaiser Wilhelm din Berlin. În timpul celui de-al Doilea Război Mondial a lucrat cu Otto Hahn, unul dintre descoperitorii fisiunii nucleare, colaborând la fabricarea unui reactor nuclear.

Timp de mulți ani au existat îndoieli dacă acest proiect a eșuat pentru că membrii săi pur și simplu nu au reușit sau pentru că Heisenberg și colaboratorii săi au sabotat-o ​​în mod explicit, bănuind ce ar fi putut face Adolf Hitler cu o bombă. atomic.

În septembrie 1941, Heisenberg a mers în Danemarca pentru a-l vizita pe Niels Bohr. Într-un act care, potrivit naziștilor, ar fi putut fi clasificat doar drept trădare și care l-a pus grav în pericol, Heisenberg a vorbit cu Bohr despre proiectul bombei atomice germane și chiar i-a desenat desenul unui reactor..

Heisenberg știa că Bohr avea contacte în afara Europei neocupate și a propus un efort comun că oamenii de știință atât din Axă, cât și din aliați au amânat cercetările nucleare până când războiul s-a terminat. În iunie 1942, un alt om de știință german, J. Hans D. Jensen i-a spus lui Bohr că oamenii de știință germani nu lucrează la o bombă nucleară, ci doar la un reactor.

Heisenberg și alți oameni de știință germani au susținut întotdeauna că, din motive morale, nu au încercat să construiască bomba atomică nazistă., pe lângă faptul că nu au fost date împrejurările pentru a face acest lucru. Aceste declarații au fost denunțate de oamenii de știință care au participat la Proiectul Manhattan, afirmând că Heisenberg nu a a fabricat bomba atomică germană greșind în calculele cantității necesare de uraniu-235 și a masei critice pentru a susține reacţie.

• Ați putea fi interesat de: „Psihologia conflictului: teorii care explică războaiele și violența”

Heisenberg în fața noii tehnologii nucleare

La sfârșitul războiului din Europa și ca parte a Operațiunii Epsilon, Heisenberg împreună cu alți oameni de știință, inclusiv Otto Hahn, Carl Friedrich von Weizsäcker și Max von Laue, au fost arestați și plasați într-o casă de țară numită Farm Hall în Anglia. Această casă-închisoare avea microfoane ascunse care înregistrau toate conversațiile prizonierilor.

Fiind în acea casă, pe 6 august, la șase după-amiaza, Heisenberg și colegii săi deținuți au auzit un raport BBC despre bomba atomică de la Hiroshima. În noaptea următoare, Werner Heisenberg a ținut o discuție colegilor săi, prin intermediul unui raport, care includea o estimare aproximativ corectă masa critică și uraniu-235 necesar, în plus față de caracteristicile de proiectare ale bombă.

Acest discurs este considerat a fi dovada că Heisenberg ar fi putut într-adevăr să facă aceste calcule atunci când lucra pentru Germania nazistă, dar nu a vrut, ceea ce dă forță argumentului că nu a construit cu adevărat bomba din cauza obiecțiilor morala.

Poate că fraza lui care rezumă cel mai bine poziția sa cu privire la utilizarea finală a teoriei atomice a ajuns să fie următoarea:

„Ideile nu sunt responsabile pentru ceea ce fac oamenii despre ele”.

• Articol înrudit: „Marie Curie: biografia acestui cercetător de pionier al radioactivității”

Anul trecut

După încheierea finală a războiului, Heisenberg a fost în cele din urmă eliberat și i s-a permis să continue să lucreze în fizică în Germania natală. În 1946 a fost numit director al Institutului Max Planck, iar mai târziu a organizat și condus Institutul de Fizică și Astrofizică din Göttingen., care a fost transferat în 1958 la München.

În acel oraș, Heisenberg sa concentrat pe cercetarea teoriei particulelor elementare, the structura nucleului atomic, hidrodinamica turbulenței, razele cosmice și feromagnetism.

În 1970 a primit Premiul Sigmund Freud pentru proză academică. Avea să moară câțiva ani mai târziu, la 1 februarie 1976 la München, la vârsta de 74 de ani.