Werner Heisenberg

Werner Heisenberg

Który był Werner Heisenberg?

Werner Heisenberg (1901–1976) był niemieckim fizykiem teoretycznym znanym z tego, że był człowiekiem, który osiągnął formułę macierzy mechaniki kwantowej, oprócz sformułowania zasady niepewności. Dzięki tym odkryciom udało mu się wygrać Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1932 roku.

Ponadto przyczynił się do teorii hydrodynamiki turbulentnych płynów, jądra atomowego, ferromagnetyzmu, promieni kosmicznych i cząstek subatomowych, między innymi.

Był jednym z naukowców, którzy interweniowali w nazistowskim projekcie broni nuklearnej podczas II wojny światowej. Pod koniec wojny został mianowany dyrektorem Kaiser Willhelm Institute of Physics.

Był na stanowisku dyrektora, dopóki instytucja nie przeprowadziła się do Monachium, gdzie rozszerzyła się i nazywała Max Planck Institute of Physics and Astrophysics.

Heisenberg był prezesem Niemieckiej Rady ds. Badań, Komisji Fizyki Atomowej, grupy roboczej fizyki nuklearnej i prezesem Fundacji Alexander von Humboldt Foundation.

Biografia Wernera Heisenberga

Wczesne lata i studia

Werner Karl Heisenberg urodził się 5 grudnia 1901 r. W Würzburgu w Niemczech. Był synem Kaspara Ernsta Heisenberga i Annie Wecklein.

Rozpoczął studia w dziedzinie fizyki i matematyki na Uniwersytecie Ludwig Maximilian w Monachium i Gottingen Georg-August University w latach 1920–1923.

Profesor i fizyk Arnold Sommerfeld obserwował swoich najlepszych studentów i wiedział o zainteresowaniu Heisenberga teorii o fizyce anatomicznej duńskiego Nielsa Bohra (1885–1962); Nauczyciel zabrał go na festiwal Bohr w czerwcu 1922 roku.

Wreszcie, w 1923 r. Otrzymał doktorat w Monachium pod dowództwem Sommerfelda i ukończył swoje kwalifikacje w następnym roku.

Temat pracy doktorskiej Heisenberga zasugerował sam Sommerfeld. Starał się rozwiązać ideę turbulencji postrzeganej jako wzór ruchu płynu charakteryzującego się nagłymi zmianami ciśnienia i natężenia przepływu.

Mówiąc dokładniej, Heisenberg rozwiązał problem stabilności za pomocą kilku konkretnych równań. 

Początek jego kariery

W latach 1924–1927 Heisenberg wyróżniał.

Od 17 września 1924 r. Do 1 maja następnego roku przeprowadził dochodzenie wraz z duńskim fizykiem Niels Bohr, dzięki stypendium przyznanym przez Międzynarodową Radę Edukacyjną Fundacji Rockefeller.

W 1925 r. Przez okres sześciu miesięcy opracował formułę macierzy mechaniki kwantowej; Dość kompletna wdrożenie matematyczne, w towarzystwie niemieckich fizyków Max Born (1882–1970) i ​​Pascual Jordan (1902-1980).

Podczas pobytu w Kopenhażu w 1927 r. Heisenbergowi udało się rozwinąć swoją zasadę niepewności, pracując nad matematyką mechaniki kwantowej.

Po zakończeniu badań 23 lutego napisał list do austriackiego fizyka Wolfgang Pauli (1900–1958), w którym po raz pierwszy opisał taką zasadę.

Następnie w 1928 r. Podał artykuł opublikowany w Lipsku, w którym użył zasady wykluczenia Pauli, aby rozwiązać tajemnicę ferromagnetyzmu, fizyczne zjawisko, które wytwarza porządek magnetyczny w tym samym kierunku i znaczeniu.

Może ci służyć: jakie są dotykowe bodźce?

Na początku 1929 r.

nagroda Nobla

Werner Heisenberg nie tylko udało się opracować program badawczy w celu stworzenia kwantowej teorii pól wraz z niektórymi jego kolegami, ale także udało się popracować nad teorią jądra atomowego po odkryciu neutronu w 1932 r.

W takim projekcie udało mu się opracować model przedłużający się protonu i neutronu we wczesnym opisie, który był później znany jako Duża siła.

W 1928 roku Albert Einstein nominował Wernera Heisenberga, Max Born i Pascual Jordan za Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Ogłoszenie nagrody z 1932 roku zostało opóźnione do listopada 1933 r.

W tym czasie ogłoszono, że Heisenberg wygrał nagrodę w 1932 roku. Z wkładu Heisenberga udało im się odkryć alotropowe formy wodoru: to znaczy różnych struktur atomowych substancji, które są proste.

Ataki nazistowskie

W tym samym roku, w którym otrzymał Pokojową Nagrodę Nobla w 1933 roku, przeżył powstanie partii nazistowskiej. Nazistowskie polityki wykluczyły „nie -Aios”, co oznaczało zwolnienie wielu nauczycieli, w tym Born, Einstein i innych kolegów z Heisenberg w Lipzys.

Odpowiedź Heisenberga na takie działania była spokojna, z dala od publicznych protestów, ponieważ myślał, że reżim nazistowski będzie trwał mały. Heisenberg szybko stał się łatwym celem.

Grupa radykalnych nazistowskich fizyków promowała ideę „fizyki aryjskiej” przeciwnej do „fizyki żydowskiej”, związanej z teoriami względności i teoriami kwantowymi; W rzeczywistości Heisenberg został silnie zaatakowany przez nazistowską prasę, nazywając go „białym Żydem”.

Sommerfeld rozważał pozostawienie Heisenberga jako następcy zajęć na University of Monachium; Jednak jego próba spotkania nie powiodła się z powodu sprzeciwu ruchu nazistowskiego. 

Heisenberg w II wojnie światowej

1 września 1939 r. Powstał niemiecki program broni nuklearnej, tego samego dnia, w którym rozpoczęła się II wojna światowa. Po kilku spotkaniach Heisenberg został uwzględniony i umieszczony jako dyrektor administracyjny.

W dniach 28 do 28 lutego 1942 r. Heisenberg zaoferował konferencję naukową dla urzędników Reicha na temat pozyskiwania energii po rozszczepieniu nuklearnym.

Ponadto wyjaśnił ogromny potencjał energetyczny, jaki zapewnia ten rodzaj energii. Stwierdził, że 250 milionów elektronów może zostać zwolnionych przez rozszczepienie jądra atomowego, więc postanowili w pełni przeprowadzić śledztwo.

Odkrycie rozszczepienia nuklearnego zostało przyjęte do niemieckiego centrum uwagi. Jednak grupa badawcza Heisenberga nie była skuteczna w produkcji reaktora atomowego lub bombowego.

Niektóre odniesienia przedstawiły Heisenberga jako niekompetentne. Inni, wręcz przeciwnie, zasugerowali, że opóźnienie było celowe lub że wysiłek został sabotowany. Oczywiste było, że w różnych punktach dochodzenia wystąpiły znaczące błędy.

Może ci służyć: Marcello Malpiight

Według kilku odniesień, niemieckie transkrypty angielskie ujawniają, że zarówno Heisenberg, jak i inni koledzy byli zadowoleni, że sojusznicy uzyskali zwycięstwo podczas II wojny światowej.

Lata powojenne i śmierci

W końcu w 1946 roku wznowił swoją pozycję w Kaiser Wilhelm Institute, który później nazywał się Max Planck Institute of Physics. W latach powojennych Heisenberg objął role jako administrator i rzecznik nauk niemieckich w Niemczech Zachodnich, utrzymując pozycję apolityczną.

W 1949 r.

Później, w 1953 r., Został założycielski.

Pod koniec lat 60. Heisenberg zdołał napisać swoją autobiografię. Książka została opublikowana w Niemczech, a lata później została przetłumaczona na angielski, a następnie na inne języki.

1 lutego 1976 r. Heisenberg zmarł na raka nerki i pęcherzyka żółciowego. 

Odkrycia i wkład

Mechanika macierzy

Pierwsze modele mechaniki kwantowej zostały ustanowione przez Alberta Einsteina, Nielsa Bohra i innych ważnych naukowców. Później grupa młodych fizyków opracowała teorie sprzeczne z klasykiem, oparte na eksperymentach, a nie na intuicji, przy użyciu znacznie bardziej precyzyjnych języków.

W 1925 r. Heisenberg jako pierwszy wykonał jeden z najbardziej kompletnych matematycznych preparatów mechaniki kwantowej. Pomysł Heisenberga polegał na tym, że dzięki temu równaniu intensywności fotonów można było przewidzieć w różnych pasmach spektrum wodoru.

Ten preparat opiera się na fakcie, że każdy system można opisać i zmierzyć za pomocą obserwacji naukowych i pomiarów dostosowanych do teorii matryc. W tym sensie macierze są wyrażeniami matematycznymi w celu powiązania danych z zjawiska.

Zasada niepewności

Fizyka kwantowa jest zwykle zdezorientowana, ponieważ zdefiniowana jest zastępowana prawdopodobieństwem. Na przykład cząsteczka może znajdować się w tym czy innym miejscu, a nawet oba jednocześnie; Możesz obliczyć swoją lokalizację tylko za pomocą prawdopodobieństwa.

To zamieszanie kwantowe można wyjaśnić dzięki zasadzie niepewności Heisenberga. W 1927 r. Niemiecki fizyk wyjaśnił swoją zasadę poprzez pomiar pozycji i ruchu cząstki. Na przykład impulsem obiektu jest jego masa pomnożona przez jego prędkość.

Biorąc pod uwagę ten fakt, zasada niepewności wskazuje, że z bezwzględną pewnością nie można poznać pozycji i ruchu cząstki. Heisenberg powiedział, że istnieje limit, jak dobrze może być znana pozycja i czas cząstki, nawet przy użyciu jego teorii.

Dla Heisenberga, jeśli pozycja jest znana bardzo dokładnie, możesz mieć ograniczone informacje o swoim impulsie.

Model neutron-proton

Model proton-elektron przedstawił pewne problemy. Podczas gdy zaakceptowano, że jądro atomowe składa się z protonów i neutronów, natura neutronów nie była jasna.

Może ci służyć: przeszkody badawcze: co to jest i jakie są główne

Po odkryciu neutronu, Werner Heisenberg i ukraińskiego fizyka Dmitri Vivanenko, zaproponowali model protonów i neutronów dla jądra, w 1932 r.

Dokumenty Heisenberga dotyczą szczegółowego opisu protonów i neutronów w rdzeniu za pośrednictwem mechaniki kwantowej. Objął także obecność elektronów jądrowych oprócz neutronów i protonów.

Mówiąc dokładniej, założył, że neutron jest związkiem proton-elektron, dla którego nie ma kwantowego wyjaśnienia mechanicznego.

Podczas gdy model neutron-proton rozwiązał wiele problemów i rozszyfrował niektóre pytania, trudno było wyjaśnić, w jaki sposób elektrony mogą emanować z jądra.

Mimo to, dzięki tym odkryciom, obraz atomu zmienił się i znacznie przyspieszył odkrycia fizyki atomowej.

Gra

Fizyczne zasady teorii kwantowej

Fizyczne zasady teorii kwantowej Po raz pierwszy opublikowano w 1930 roku dzięki University of Chicago. 

Niemiecki fizyk napisał tę książkę z zamiarem omawiania mechaniki kwantowej w prosty sposób, z niewielkim językiem technicznym, aby szybko zrozumieć tę naukę.

Książka została cytowana więcej niż 1.200 razy w ważnych odniesieniach i źródłach. Struktura pracy opiera się przede wszystkim na szybkiej i prostej dyskusji na temat teorii kwantowej i jej zasadzie niepewności.

Fizyka i filozofia

Fizyka i filozofia Składało się z przełomowej pracy napisanej zwięzło w 1958 roku. W tej pracy Heisenberg wyjaśnia wydarzenia rewolucji współczesnej fizyki z podstawy jego wybitnych artykułów i wkładów.

Heisenberg charakteryzował się wykonywaniem niezliczonych konferencji i rozmów na temat fizyki przez całą swoją karierę naukową. W związku z tym praca ta jest kompilacją wszystkich rozmów związanych z odkryciami niemieckiego naukowca: zasada niepewności i modelu atomowego.

Fizyka i nie tylko

Fizyka i nie tylko To była książka napisana w 1969 roku, która opowiada historię eksploracji atomowej i mechaniki kwantowej z jego doświadczenia.

Książka prowadzi rozmowy o dyskusji między Heisenbergiem i innymi jego kolegami z czasów różnych tematów naukowych. Ten tekst zawiera rozmowy z Albertem Einsteinem.

Intencją Heisenberga było to, że czytelnik mógł mieć doświadczenie, że osobiście słucha różnych uznanych fizyków, takich jak Niels Bohr lub Max Planck, nie tylko mówienie o fizyce, ale o innych kwestiach związanych z filozofią i polityką; Stąd tytuł książki.

Ponadto praca zadaje pojawienie się fizyki kwantowej i opisu środowiska, w którym żyli, ze szczegółowymi opisami krajobrazów i ich wykształceniem w charakterystycznym charakterze tamtych czasów.

Bibliografia

1. Werner Heisenberg, Richard Beyler (n.D.). Zaczerpnięte z Britannica.com
2. Weiner Heisenberg, słynny portal naukowców (n.D.). Zaczerpnięte od słynnych źródeł.org
3. Werner Karl Heisenberg, Portal University of St Andrews, Szkocja (n.D.). Pobrane z grup.DCS.Podstawka.AC.Wielka Brytania
4. Werner Heisenberg, Wikipedia w języku angielskim (n.D.). Zaczerpnięte z Wikipedii.org
5. Niepewność kwantowa nie wszystkie w pomiarze, Geoff Brumfiel (2012). Zaczerpnięte z natury.com