Вернер Хајзенберг: биографија и доприноси овог немачког теоретског физичара

Вернер Хајзенберг је једна од најважнијих личности у физици 20. века. Његов принцип неизвесности, заједно са његовим налазима у квантној и нуклеарној теорији, обликовали су ову науку током прошлог века и садашњости.

Рођен почетком 20. века, његов живот је обележен изузетним процватом захваљујући његовим теоријским претпоставкама, али и несрећа што сам живео у Немачкој коју ће ускоро преузети нацисти који ће имати мрачне планове за своје експерименти.

Хајзенбергов живот је могао бити живот некога ко је изградио један од највећих смртоносан у историји, али, на срећу, овај научник је имао морал који га је спречио материјализовати га. Погледајмо његову причу кроз ову биографију Вернера Хајзенберга.

• Повезани чланак: "10 грана физике и њихове области знања"

Кратка биографија Вернера Хајзенберга

Вернер Карл Хајзенберг је рођен 5. децембра 1901. године у Вирцбургу у Немачкој. Син Ани и Августа Хајзенберга, професора хуманистичких наука специјализованог за историју Византије.

Хајзенберг је од малих ногу био склон математици, а у мањој мери и физици.

Академска путања

Године 1920. покушао је да започне свој докторат из чисте математике са Фердинандом фон Линдеманом као учитељем, али га је одбио као студента јер је професор био пред пензијом. Сам Линдеман препоручује да докторске студије радите код физичара Арнолда Сомерфелда као супервизора, који вам је добродошао.

Док радиш докторску тезу, Хајзенберг има за партнера Волфганга Паулија, са којим би блиско сарађивао у развоју квантне механике..

Током прве године похађа углавном курсеве математике са намером да ради на теорији бројеви једва да су имали шансе, али како је време одмицало, почео је да се интересује за теоријску физику. Вернер Хајзенберг покушава да ради на Теорији релативности Алберта Ајнштајна и његов партнер Паули га саветује да се посвети атомској теорији у којој је још увек било доста неслагања између теорије и доказа експериментални.

Током студија на Универзитету у Минхену определио се за физику, не одустајући од интересовања за чисту математику.. У то време физика је у суштини била експериментална наука. Арнолд Сомерфелд је препознао његове изузетне способности за математичку физику, али је показао и извесне противљење Хајзенберговој докторској дипломи због његовог великог недостатка неискуства у физици експериментални. Међутим, Вернер Хајзенберг је на крају завршио докторат 1923. године, представљајући рад о турбуленцији флуида.

Из Минхена, Хајзенберг је отишао на Универзитет у Гетингену, где је предавао Макс Борн и, Године 1924. отишао је на Институт за теоријску физику у Копенхагену у режији Ниелса Бора.. Тамо би Хајзенберг упознао друге важне физичаре као што је Алберт Ајнштајн, и тако започео свој најпродуктивнији период, што је резултирало стварањем матричне механике. Ово достигнуће би било признато освајањем Нобелове награде за физику 1932. године.

Године 1927. радио је као професор на Универзитету у Лајпцигу, предајући теоријску физику.

• Можда ће вас занимати: „5 доба историје (и њихове карактеристике)“

Матрична механика и принцип несигурности

Године 1925. Вернер Хеисенберг је развио матричну квантну механику. Ова теорија се истиче својим великим прагматизмом јер, уместо да се концентрише на еволуцију физичких система од почетка до краја, концентрише напори да се добију информације знајући почетно и коначно стање система, без бриге о томе шта се тачно догодило у пола.

Хеисенберг покреће идеју груписања информација у облику табела са двоструким уносом, нешто на шта је Макс Борн привукао пажњу, пошто су га математичари већ проучавали, што се није разликовало од теорије матрица. Слично томе, један од најупечатљивијих резултата је да множење матрице није било комутативно, па би асоцијације физичких величина са матрицама то морале да одражавају математичка чињеница. Као последица овога, Хајзенберг проглашава принцип неодређености.

Такозвани принцип неизвесности или неодређености, такође назван Хајзенбергов принцип, каже да није могуће је знати, са произвољном прецизношћу и када је маса константна, положај и момент а честица. Из овога следи да производ неизвесности обе величине увек мора бити већи од оног Планкове константе.

Изјава о принципу неизвесности изазвала је велику пометњу међу физичарима тог времена, будући да је претпостављао дефинитивни нестанак класичне сигурности у физици и увођење индетерминизма који је утицао на темеље материје и материјалног универзума. Овај принцип претпоставља практичну немогућност извођења савршених мерења, јер једноставно присуство посматрач ремети вредности осталих честица које се разматрају и утиче на мерење које се врши РТ.

Вернер Хајзенберг је такође предвидео, захваљујући принципима квантне механике, дуални спектар атома водоника и успео да објасни, такође, и спектар атома хелијума. Његов рад на нуклеарној теорији такође му је омогућио да предвиди да би молекул водоника могао постојати у два стања., један као ортоводоник, у коме се језгра његова два атома ротирају у истом правцу, а други као параводоник, у коме се њихова језгра ротирају у супротним смеровима.

• Повезани чланак: „Четири главне врсте науке (и њихове области истраживања)“

Други светски рат

1935. покушао је да замени Сомерфелда када се пензионисао као учитељ у Минхену. Међутим, са успоном нациста, Хајзенбергове жеље су скраћене.

Нацистичка партија је желела да елиминише сву физичку теорију „јудаизма“., а у тој занимљивој категорији били су квантна механика и релативност, обе теорије које је Хајзенберг предавао на својим часовима и чији су референти били Јевреји Макс Борн и Алберт Еинсен. Као последица тога, нацисти спречавају Хајзенбергово именовање.

Међутим, његова судбина ће се променити када су га 1938. нацисти „љубазно“ позвали да предводи њихов покушај производње атомског оружја. Из тог разлога, између 1942. и 1945. године, Вернер Хајзенберг је успео да руководи Институтом за физику Кајзер Вилхелм у Берлину. Током Другог светског рата радио је са Отом Ханом, једним од откривача нуклеарне фисије, сарађујући у производњи нуклеарног реактора.

Дуги низ година се сумњало да ли је овај пројекат пропао зато што његови чланови једноставно нису успели или зато што Хајзенберг и његови сарадници су то експлицитно саботирали сумњајући шта је Адолф Хитлер могао да уради са бомбом. атомски.

У септембру 1941. Хајзенберг је отишао у Данску да посети Нилса Бора. У делу који је према нацистима могао бити квалификован само као издаја и који га је озбиљно угрозио, Хајзенберг је разговарао са Бором о пројекту немачке атомске бомбе и чак му је нацртао цртеж реактора.

Хајзенберг је знао да Бор има контакте изван неокупиране Европе и предложио је заједнички напор да да су научници из земаља Осовине и савезника одлагали нуклеарна истраживања док се рат не завршио. У јуну 1942. други немачки научник, Ј. Ханс Д. Јенсен је рекао Бору да немачки научници не раде на нуклеарној бомби, већ само на реактору.

Хајзенберг и други немачки научници су увек тврдили да, из моралних разлога, нису покушали да направе нацистичку атомску бомбу., поред тога што се нису дале околности да то учини. Ове изјаве су осудили научници који су учествовали у Пројекту Менхетн, наводећи да Хајзенберг заиста није произвео немачку атомску бомбу грешком у прорачунима потребне количине уранијума-235 и критичне масе за одржавање реакција.

• Можда ће вас занимати: „Психологија сукоба: теорије које објашњавају ратове и насиље“

Хајзенберга пред новом нуклеарном технологијом

На крају рата у Европи и као део операције Епсилон, Хајзенберг заједно са другим научницима, укључујући Ота Хан, Карл Фридрих фон Вајцзекер и Макс фон Лауе, ухапшени су и смештени у сеоску кућу под називом Фарм Халл у Енглеска. Ова кућа-затвор имала је скривене микрофоне који су снимали све разговоре затвореника.

Бивши у тој кући, 6. августа у шест поподне, Хајзенберг и његови затвореници чули су извештај Би-Би-Сија о атомској бомби у Хирошими. Следеће ноћи Вернер Хајзенберг је разговарао са својим колегама у виду извештаја, који је укључивао процену потребна је приближно тачна критична маса и уранијум-235, поред дизајнерских карактеристика бомба.

Овај говор се сматра доказом да је Хајзенберг заиста могао да направи ове прорачуне док је радио за нацистичку Немачку, али није желео, што даје снагу аргументу да он заиста није направио бомбу због приговора морал.

Можда је његова фраза која најбоље сумира његов став о коначној употреби те атомске теорије на крају била следећа:

„Идеје нису одговорне за оно што мушкарци праве од њих.

• Повезани чланак: „Марие Цурие: биографија овог пионирског истраживача радиоактивности“

Последњих година

Након коначног завршетка рата, Хајзенберг је на крају ослобођен и дозвољено му је да настави да ради на физици у својој родној Немачкој. Године 1946. именован је за директора Института Макс Планк, а касније је организовао и руководио Гетингенским институтом за физику и астрофизику., који је 1958. пренет у Минхен.

У том граду Хајзенберг се концентрисао на истраживања теорије елементарних честица, тј структуру атомског језгра, хидродинамику турбуленције, космичке зраке и феромагнетизам.

Године 1970. добио је награду Сигмунд Фројд за академску прозу. Умријеће неколико година касније, 1. фебруара 1976. у Минхену, у 74. години.