Werner Heisenberg Biografie, descoperire, contribuții, lucrări

4606
Anthony Golden
Werner Heisenberg Biografie, descoperire, contribuții, lucrări

Werner Heisenberg (1901 - 1976) a fost un fizician și filozof german cunoscut pentru a fi omul care a reușit să formuleze mecanica cuantică în termeni de matrice, pe lângă crearea principiului incertitudinii. Datorită acestor descoperiri, a reușit să câștige Premiul Nobel pentru fizică în 1932.

În plus, a contribuit cu teoriile hidrodinamicii fluidelor turbulente, nucleului atomic, feromagnetismului, razelor cosmice, particulelor subatomice, printre alte cercetări..

Bundesarchiv, Bild 183-R57262 / Necunoscut Autor necunoscut / CC-BY-SA 3.0 [CC BY-SA 3.0 de (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/de/deed.en)], prin Wikimedia Commons

El a fost unul dintre oamenii de știință care a intervenit în proiectul armelor nucleare germane naziste în timpul celui de-al doilea război mondial. Când s-a încheiat războiul, a fost numit director al Institutului de Fizică Kaiser Willhelm..

A fost în funcția de director până când instituția s-a mutat la München, unde s-a extins și a fost redenumită Institutul Max Planck pentru Fizică și Astrofizică..

Heisenberg a fost președinte al Consiliului german de cercetare, al Comisiei pentru fizică atomică, al grupului de lucru pentru fizica nucleară și președinte al Fundației Alexander von Humboldt.

Indice articol

  • 1 Biografie
    • 1.1 Primii ani și studii
    • 1.2 Începuturile carierei sale
    • 1.3 Premiul Nobel
    • 1.4 Atacurile naziste
    • 1.5 Heisenberg în al doilea război mondial
    • 1.6 Ani postbelici și moarte
  • 2 Descoperiri și contribuții
    • 2.1 Mecanica matricei
    • 2.2 Principiul incertitudinii
    • 2.3 Modelul neutron-proton
  • 3 Lucrări
    • 3.1 Principiile fizice ale teoriei cuantice
    • 3.2 Fizică și filozofie
    • 3.3 Fizica și nu numai
  • 4 Referințe

Biografie

Primii ani și studii

Werner Karl Heisenberg s-a născut la 5 decembrie 1901 în Würzburg, Germania. El a fost fiul lui Kaspar Ernst August Heisenberg, un profesor de liceu clasic care a devenit singurul profesor de studii medievale și moderne grecești din Germania din sistemul universitar. Mama lui era o femeie pe nume Annie Wecklein.

Și-a început studiile în fizică și matematică la Universitatea Ludwig Maximilian din München și la Universitatea Georg-August din Göttingen între 1920 și 1923..

Profesorul și fizicianul, Arnold Sommerfeld, și-a observat cei mai buni studenți și a cunoscut interesul lui Heisenberg pentru teoriile fizicii anatomice ale danezului Niels Bohr; profesorul l-a dus la festivalul Bohr în iunie 1922.

În cele din urmă, în 1923, și-a luat doctoratul la München sub conducerea lui Sommerfeld și și-a finalizat abilitarea în anul următor..

Subiectul tezei de doctorat a lui Heisenberg a fost sugerat chiar de Sommerfeld. El a căutat să abordeze ideea de turbulență văzută ca un model de mișcare a fluidului caracterizat prin schimbări bruște de presiune și viteza de curgere..

Mai precis, Heisenberg a abordat problema stabilității folosind mai multe ecuații specifice. În timpul tinereții sale, a fost membru al unei asociații de cercetași germani și parte a Mișcării Tineretului German.

Începutul carierei sale

Între 1924 și 1927, Heisenberg a fost remarcat pentru a fi un privatdozent (profesor universitar de titlu), în Göttingen.

În perioada 17 septembrie 1924 - 1 mai a anului următor, el a efectuat cercetări împreună cu fizicianul danez Niels Bohr, grație unui grant acordat de Rockefeller Foundation Board of International Education.

În 1925, pe o perioadă de șase luni, a dezvoltat o formulare de mecanică cuantică; o implementare matematică destul de completă, însoțită de fizicienii germani Max Born și Pascual Jordan.

Aflat la Copenhaga, în 1927, Heisenberg a reușit să-și dezvolte principiul incertitudinii, în timp ce lucra la fundamentele matematice ale mecanicii cuantice..

După finalizarea cercetărilor sale, pe 23 februarie, i-a scris o scrisoare fizicianului austriac Wolfgang Pauli, în care a descris pentru prima dată un astfel de principiu..

Apoi, în 1928, a oferit un articol publicat la Leipzig unde a folosit principiul excluderii Pauli pentru a rezolva misterul feromagnetismului; un fenomen fizic care produce o ordonare magnetică în aceeași direcție și sens.

La începutul anului 1929, Heisenberg și Pauli au prezentat două documente care au servit la punerea bazelor teoriei relativistice a câmpului cuantic..

Premiul Nobel

Werner Heisenberg a reușit nu numai să dezvolte programul de cercetare pentru a crea teoria cuantică a câmpului împreună cu unii dintre colegii săi, dar a reușit să lucreze și la teoria nucleului atomic după descoperirea neutronului în 1932..

Într-un astfel de proiect, el a reușit să dezvolte un model de interacțiune proton-neutron într-o descriere timpurie care ulterior a devenit cunoscută sub numele de forta puternica.

În 1928, Albert Einstein i-a desemnat pe Werner Heisenberg, Max Born și Pascual Jordan pentru Premiul Nobel pentru fizică. Anunțarea atribuirii din 1932 a fost amânată până în noiembrie 1933.

În acest moment s-a anunțat că Heisenberg a câștigat premiul din 1932, pentru crearea mecanicii cuantice. Din contribuția lui Heisenberg s-au descoperit formele alotropice ale hidrogenului: adică diferitele structuri atomice ale substanțelor care sunt simple.

Atacurile naziste

În același an în care a primit Premiul Nobel pentru Pace în 1933, a văzut ascensiunea Partidului nazist. Politicile naziste excludeau „non-arienii”, ceea ce însemna demiterea multor profesori, printre care: Born, Einstein și alți colegi Heisenberg din Leipzig.

Răspunsul lui Heisenberg la astfel de acțiuni a fost calm, departe de strigătele publice, deoarece el credea că regimul nazist va fi de scurtă durată. Heisenberg a devenit rapid o țintă ușoară.

Un grup de fizicieni naziști radicali a promovat ideea unei „fizici ariene” spre deosebire de „fizica evreiască”, aceasta fiind cea legată de teoriile relativității și teoriile cuantice; de fapt, Heisenberg a fost puternic atacat de presa nazistă, numindu-l „evreu alb”..

Sommerfeld luase în considerare părăsirea lui Heisenberg ca succesor la cursurile de la Universitatea din München; cu toate acestea, oferta sa pentru numire a eșuat din cauza opoziției mișcării naziste. Heisenberg rămăsese cu un gust amar după deciziile arbitrare ale naziștilor.

Heisenberg în al doilea război mondial

La 1 septembrie 1939, s-a format programul german de arme nucleare, în aceeași zi în care a început al doilea război mondial. După mai multe întâlniri, Heisenberg a fost inclus și a fost numit director general..

În perioada 26-28 februarie 1942, Heisenberg a ținut o conferință științifică oficialilor Reich privind achiziția de energie din fisiunea nucleară..

În plus, el a explicat despre enormul potențial energetic pe care îl oferă acest tip de energie. El a susținut că 250 de milioane de volți de electroni ar putea fi eliberați prin fisiunea unui nucleu atomic, așa că s-au propus să efectueze pe deplin ancheta.

Descoperirea fisiunii nucleare a fost adusă în centrul atenției germane. Cu toate acestea, grupul de cercetare al lui Heisenberg nu a reușit să producă un reactor sau o bombă atomică..

Unele referințe l-au prezentat pe Heisenberg ca fiind incompetent. Alții, dimpotrivă, au sugerat că întârzierea a fost intenționată sau că efortul a fost sabotat. Ceea ce a fost clar este că au existat erori semnificative în diferite momente ale anchetei.

Conform diferitelor referințe, transcrierile din germană în engleză arată că atât Heisenberg, cât și alți colegi au fost încântați că aliații au fost victorioși în cel de-al doilea război mondial..

Ani postbelici și moarte

În cele din urmă, în 1946, și-a reluat funcția la Institutul Kaiser Wilhelm, care a fost redenumit în curând Institutul Max Planck pentru Fizică. În anii postbelici, Heisenberg și-a asumat roluri de administrator și purtător de cuvânt al științei germane în Germania de Vest, menținând o poziție apolitică..

În 1949, a devenit primul președinte al Consiliului German de Cercetare cu intenția de a promova știința țării sale la nivel internațional..

Mai târziu, în 1953, a devenit președintele fondator al Fundației Humboldt; o organizație finanțată de guvern care a acordat burse unor cercetători străini pentru a efectua cercetări în Germania.

La sfârșitul anilor 1960, Heisenberg a reușit să-și scrie autobiografia. Cartea a fost publicată în Germania și ani mai târziu a fost tradusă în engleză, apoi în alte limbi.

La 1 februarie 1976, Heisenberg a murit de cancer la rinichi și vezică biliară. A doua zi, colegii săi au făcut o plimbare de la Institutul de Fizică la casa lui, așezând lumânări pe ușa din față pentru a-și aduce omagiul legendarului om de știință..

Descoperiri și contribuții

Mecanica matricei

Primele modele de mecanică cuantică au fost stabilite de Albert Einstein, Niels Bohr și alți oameni de știință de vârf. Mai târziu, un grup de tineri fizicieni au elaborat contrar teoriilor clasice, bazate pe experimente și nu pe intuiție, folosind limbaje mult mai precise..

În 1925, Heisenberg a fost primul care a realizat una dintre cele mai complete formulări matematice ale mecanicii cuantice. Ideea lui Heisenberg a fost că, prin intermediul acestei ecuații, puteau fi prezise intensitățile fotonilor din diferitele benzi ale spectrului de hidrogen..

Această formulare se bazează pe faptul că orice sistem poate fi descris și măsurat cu observații și măsurători științifice conform teoriei matricilor. În acest sens, matricile sunt expresii matematice pentru a raporta date dintr-un fenomen.

Principiul incertitudinii

Fizica cuantică este adesea confuză, deoarece definitul este înlocuit cu probabilități. De exemplu, o particulă poate fi într-un loc sau altul, sau chiar în ambele în același timp; localizarea sa poate fi estimată numai prin intermediul probabilităților.

Această confuzie cuantică ar putea fi explicată datorită principiului incertitudinii Heisenberg. În 1927, fizicianul german și-a explicat principiul măsurând poziția și mișcarea unei particule. De exemplu, impulsul unui obiect este masa sa înmulțită cu viteza sa.

Având în vedere acest fapt, principiul incertitudinii indică faptul că poziția și mișcarea unei particule nu pot fi cunoscute cu certitudine absolută. Heisenberg a susținut că există o limită a cât de bine pot fi cunoscute poziția și impulsul particulei, chiar și folosind teoria sa..

Pentru Heisenberg, dacă cunoașteți foarte precis poziția, nu puteți avea decât informații limitate despre impulsul acesteia..

Modelul neutron-proton

Modelul proton-electron prezintă anumite probleme. Deși s-a acceptat că nucleul atomic este compus din protoni și neutroni, natura neutronului nu era clară..

După descoperirea neutronului, Werner Heisenberg și fizicianul sovieto-ucrainean Dmitri Ivanenko, au propus un model de protoni și neutroni pentru nucleu în 1932.

Lucrările lui Heisenberg abordează o descriere detaliată a protonilor și neutronilor din nucleu prin mecanica cuantică. De asemenea, a presupus prezența electronilor nucleari în afară de neutroni și protoni.

Mai precis, el a presupus că neutronul este un compus proton-electron, pentru care nu există nicio explicație mecanică cuantică..

Deși modelul neutron-proton a rezolvat multe probleme și a răspuns la anumite întrebări, s-a dovedit o problemă în explicarea modului în care electronii ar putea emana din nucleu. Totuși, datorită acestor descoperiri, imaginea atomului s-a schimbat și a accelerat semnificativ descoperirile fizicii atomice..

Joacă

Principiile fizice ale teoriei cuantice

Principiile fizice ale teoriei cuantice A fost o carte scrisă de Werner Heisenberg, publicată pentru prima dată în 1930 grație Universității din Chicago. Mai târziu, în 1949, o nouă versiune a fost retipărită în fața succesului.

Fizicianul german a scris această carte cu intenția de a discuta despre mecanica cuantică într-un mod simplu, cu un limbaj tehnic redus pentru a oferi o înțelegere rapidă a acestei științe..

Cartea a fost citată de peste 1.200 de ori în referințe și surse oficiale importante. Structura lucrării se bazează fundamental pe discuția rapidă și simplă a teoriei cuantice și a principiului ei de incertitudine..

Fizică și filozofie

Fizică și filozofie a constat dintr-o lucrare seminală scrisă concis de Werner Heisenberg în 1958. În această lucrare, Heisenberg explică evenimentele revoluției din fizica modernă pe baza articolelor și contribuțiilor sale remarcabile.

Heisenberg s-a caracterizat prin faptul că a ținut nenumărate prelegeri și discuții despre fizică de-a lungul carierei sale științifice. În acest sens, această lucrare este o compilație a tuturor discuțiilor legate de descoperirile omului de știință german: principiul incertitudinii și modelul atomic.

Fizica și nu numai

Fizica și nu numai A fost o carte scrisă de Werner Heisenberg în 1969, care povestește istoria explorării atomice și a mecanicii cuantice din experiența sa.

Cartea ia conversații despre dezbateri între Heisenberg și alți colegi ai săi de pe vremea respectivă pe diferite subiecte științifice. Acest text include conversații cu Albert Einstein.

Intenția lui Heisenberg a fost ca cititorul să aibă experiența de a asculta în persoană diferiți fizicieni recunoscuți, precum Niels Bohr sau Max Planck, nu doar vorbind despre fizică, ci și despre alte subiecte legate de filosofie și politică; de aici și titlul cărții.

În plus, lucrarea povestește apariția fizicii cuantice și o descriere a mediului în care au trăit, cu descrieri detaliate ale peisajelor și educația lor în natură caracteristică timpului..

Referințe

  1. Werner Heisenberg, Richard Beyler, (n.d.). Luată de pe Britannica.com
  2. Weiner Heisenberg, Oamenii de știință celebri ai portalului, (n.d.). Luat de pe famousscientists.org
  3. Werner Karl Heisenberg, Portal University of St Andrews, Scoția, (n.d.). Luată de pe groups.dcs.st-and.ac.uk
  4. Werner Heisenberg, Wikipedia în engleză, (n.d.). Luată de pe Wikipedia.org
  5. Incertitudinea cuantică nu toate în măsurare, Geoff Brumfiel, (2012). Luată de la nature.com

Nimeni nu a comentat acest articol încă.