Werner Heisenberg

Werner Heisenberg

Kdo je bil Werner Heisenberg?

Werner Heisenberg (1901-1976) je bil nemški teoretični fizik, znan po tem, da je bil človek, ki je dosegel matrično formulacijo kvantne mehanike, poleg oblikovanja načela negotovosti. Zahvaljujoč tem odkritjem mu je leta 1932 uspelo osvojiti Nobelovo nagrado iz fizike.

Poleg tega je med drugimi preiskavami prispeval k teorijam hidrodinamike turbulentnih tekočin, atomskega jedra, feromagnetizma, kozmičnih žarkov in subatomskih delcev.

Bil je eden od znanstvenikov, ki je med drugo svetovno vojno posredoval nacistični projekt nemškega jedrskega orožja. Na koncu vojne je bil imenovan za direktorja inštituta za fiziko Kaiser Willhelm.

Bil je na položaju direktorja, dokler se institucija ni preselila v München, kjer se je razširila in se imenovala Max Planck Institute of Fizika in astrofiziko.

Heisenberg je bil predsednik nemškega raziskovalnega sveta, Komisije za atomsko fiziko, delovne skupine za nuklearno fiziko in predsednik fundacije Aleksander von Humboldt.

Biografija Wernerja Heisenberga

Zgodnja leta in študije

Werner Karl Heisenberg se je rodil 5. decembra 1901 v Würzburgu v Nemčiji. Bil je sin Kasparja Ernsta Heisenberga in Annie Wecklein.

Študij je začel s fiziko in matematiko na univerzi Ludwig Maximilian v Münchnu in univerzi Gottingen Georg-August med letoma 1920 in 1923.

Profesor in fizik Arnold Sommerfeld je opazoval svoje najboljše študente in vedel za Heisenbergovo zanimanje za teorije o anatomski fiziki danskega Nielsa Bohrja (1885-1962); Učitelj ga je junija 1922 odpeljal na festival Bohr.

Končno je leta 1923 doktoriral v Münchnu pod poveljstvom Sommerfelda in naslednje leto dokončal kvalifikacijo.

Temo Heisenbergove doktorske naloge je predlagal sam Sommerfeld. Poskušal je obravnavati idejo o turbulenci, ki ga vidimo kot gibalni vzorec tekočine, za katere so značilne nenadne spremembe tlaka in pretoka.

Natančneje, Heisenberg je problem stabilnosti obravnaval z več posebnimi enačbami. 

Začetek njegove kariere

Med letoma 1924 in 1927 je Heisenberg izstopal, ker je bil privatdozent (univerzitetni profesor) v Gottingenu.

Od 17. septembra 1924 do 1. maja naslednjega leta je opravil preiskavo skupaj z danskim fizikom Nielsom Bohrjem, zahvaljujoč štipendiji, ki jo je dodelila Mednarodni odbor za izobraževanje Rockefeller Foundation.

Leta 1925 je za šest mesecev razvil matrično formulacijo kvantne mehanike; Dokaj popolna matematična izvedba, ki sta ga spremljala nemški fiziki Max Born (1882-1970) in Pascual Jordan (1902-1980).

Medtem ko je bil v Copenhageu, je leta 1927 Heisenberg uspel razviti svoje načelo negotovosti, medtem ko je delal na matematičnih temeljih kvantne mehanike.

Po končanem raziskovanju je 23. februarja napisal pismo avstrijskemu fiziku Wolfgang Pauliju (1900-1958), v katerem je prvič opisal takšno načelo.

Nato je leta 1928 ponudil članek, objavljen v Leipzigu, kjer je za reševanje skrivnosti feromagnetizma, fizičnega pojava, ki proizvaja magnetno ureditev v isto smer in pomen, uporabil Paulijevo načelo izključitve.

Vam lahko služi: kaj so taktilni dražljaji?

V začetku leta 1929 sta Heisenberg in Pauli predstavila dva dokumenta, ki sta služila za postavitev temeljev za teorijo relativističnega kvantnega polja.

Nobelova nagrada

Werner Heisenberg ni le uspel razviti raziskovalnega programa, da bi ustvaril kvantno teorijo polj skupaj z nekaterimi njegovimi kolegi, ampak je tudi po odkritju nevtrona leta 1932 uspel delati na teoriji atomskega jedra.

V takšnem projektu mu je uspelo razviti model protrakcije protona in nevtrona v zgodnjem opisu, ki je bil kasneje znan kot Močna sila.

Leta 1928 je Albert Einstein nominiral Werner Heisenberg, Max Born in Pascual Jordan za Nobelovo nagrado za fiziko. Objava o nagradi iz leta 1932 je bila zavlečena do novembra 1933.

Takrat je bilo objavljeno, da je Heisenberg osvojil nagrado leta 1932. Iz prispevka Heisenberga jim je uspelo odkriti alotropne oblike vodika: to je različne atomske strukture snovi, ki so preproste.

Nacistični napadi

Istega leta je leta 1933 prejel Nobelovo nagrado za mir, živel je vzpon nacistične stranke. Nacistične politike so izključile "non -aios", kar je pomenilo zavrnitev številnih učiteljev, vključno z rojenimi, Einsteinom in drugimi kolegi Heisenbergom v Leipzigu.

Heisenbergov odgovor na takšna dejanja je bil miren, stran od javnih protestov, ker je menil, da bo nacistični režim trajal malo. Heisenberg je hitro postal lahka tarča.

Skupina radikalnih nacističnih fizikov je promovirala idejo o "arijski fiziki" nasproti "judovski fiziki", kar je povezano s teorijami relativnosti in kvantnimi teorijami; Pravzaprav je Heisenberga močno napadel nacistični tisk in ga označil za "beli Žid".

Sommerfeld je razmišljal, da bi Heisenberg zapustil kot naslednika razredov na Univerzi v Münchnu; Vendar njegov poskus pri imenovanju ni uspel zaradi nasprotovanja nacističnemu gibanju. 

Heisenberg v drugi svetovni vojni

1. septembra 1939 je bil ustanovljen nemški program jedrskega orožja, še isti dan, ko se je začela druga svetovna vojna. Po več sestankih je bil Heisenberg vključen kot upravni direktor.

Od 28. do 28. februarja 1942 je Heisenberg uradnikom Reicha ponudil znanstveno konferenco o pridobitvi energije pri jedrski cepitvi.

Poleg tega je razložil ogromen energetski potencial, ki ga zagotavlja ta vrsta energije. Potrdil je, da se lahko s cepitvijo atomskega jedra sprosti 250 milijonov elektronov, zato so se odločili v celoti izvesti preiskavo.

Odkritje jedrske cepitve je bilo odpeljano v nemško središče pozornosti. Vendar Heisenbergova raziskovalna skupina ni bila uspešna pri proizvodnji atomskega reaktorja ali bombe.

Nekatere reference so Heisenberg predstavile kot nesposobne. Drugi, nasprotno, nakazujejo, da je bila zamuda namenoma ali da je bil trud sabotat. Jasno je, da so bile v različnih točkah preiskave pomembne napake.

Vam lahko služi: Marcello Malpight

Po več referencah nemški in angleški prepisi razkrivajo, da so bili Heisenberg in drugi kolegi veseli, da so zavezniki v drugi svetovni vojni dobili zmago.

Leta povojna in smrtna leta

Končno je leta 1946 nadaljeval svoj položaj na Inštitutu Kaiser Wilhelm, ki so ga pozneje imenovali Max Planck Institute of Physics. V povojnih letih je Heisenberg prevzel vloge kot administrator in tiskovni predstavnik nemške znanosti v zahodni Nemčiji in ohranil apolitični položaj.

Leta 1949 je postal prvi predsednik nemškega raziskovalnega sveta z namenom promocije znanosti svoje države na mednarodni ravni.

Kasneje, leta 1953, je postal ustanovni predsednik Fundacije Humboldt, vladne organizacije, ki je tujim akademikom podelila štipendije za izvajanje raziskav v Nemčiji.

Konec 60. let je Heisenbergu uspelo napisati svojo avtobiografijo. Knjiga je bila objavljena v Nemčiji in leta kasneje je bila prevedena v angleščino, nato pa v druge jezike.

1. februarja 1976 je Heisenberg umrl zaradi raka ledvic in žolčnika. 

Odkritja in prispevki

Matrična mehanika

Prve modele kvantne mehanike so ustanovili Albert Einstein, Niels Bohr in drugi pomembni znanstveniki. Pozneje je skupina mladih fizikov razdelala teorije v nasprotju s klasiko, ki temelji na poskusih in ne na intuiciji, pri čemer je uporabila veliko natančnejše jezike.

Leta 1925 je bil Heisenberg prvi, ki je izvedel eno najbolj popolnih matematičnih formulacij kvantne mehanike. Heisenbergova ideja je bila, da je s to enačbo intenzivnosti fotonov mogoče napovedati v različnih pasovih vodikovega spektra.

Ta formulacija temelji na dejstvu, da je mogoče kateri koli sistem opisati in izmeriti z znanstvenimi opazovanji in meritvami, ki jih je treba prilagoditi teoriji matric. V tem smislu so matrike matematični izrazi za povezovanje podatkov iz pojava.

Načelo negotovosti

Kvantna fizika je običajno zmedena, saj se definirano nadomesti z verjetnostmi. Na primer, delček je lahko na enem ali drugem mestu ali celo oba hkrati; Lokacijo lahko izračunate samo z verjetnostjo.

To kvantno zmedo bi lahko razložili zahvaljujoč načelu negotovosti Heisenberga. Leta 1927 je nemški fizik svoje načelo razložil z merjenjem položaja in gibanja delca. Na primer, impulz predmeta je njegova masa pomnožena s hitrostjo.

Glede na to dejstvo, načelo negotovosti kaže, da ne morete z absolutno gotovostjo vedeti položaj in gibanje delca. Heisenberg je dejal, da obstaja omejitev, kako dobro je mogoče poznati položaj in čas delca, tudi z uporabo njegove teorije.

Za Heisenberg, če je položaj znan zelo natančno, lahko imate le omejene informacije o svojem impulzu.

Neutron-Proton Model

Proton-Electron model je predstavil določene težave. Medtem ko je bilo sprejeto, da je atomsko jedro sestavljeno iz protonov in nevtronov, narava nevtrona ni bila jasna.

Vam lahko služi: raziskovalne ovire: kaj so in kaj so glavne

Po odkritju nevtrona sta leta 1932 Werner Heisenberg in ukrajinski fizik Dmitri Vivanenko predlagala model protonov in nevtronov za jedro.

Heisenbergovi dokumenti obravnavajo podroben opis protonov in nevtronov znotraj jedra s pomočjo kvantne mehanike. Je tudi domneval prisotnost jedrskih elektronov, razen nevtronov in protonov.

Natančneje, domneval je, da je nevtron proton-elektronsko spojino, za katero ni kvantne mehanske razlage.

Medtem ko je model nevtronov-protona rešil številne težave in dešifriral določena vprašanja, je bilo težko razložiti, kako lahko elektroni izhajajo iz jedra.

Kljub temu se je podoba atoma spremenila in bistveno pospešila odkritja atomske fizike.

Igra

Fizična načela kvantne teorije

Fizična načela kvantne teorije Prvič je bil objavljen leta 1930 po zaslugi univerze v Chicagu. 

Nemški fizik je to knjigo napisal z namenom, da bi na preprost način razpravljal o kvantni mehaniki z malo tehničnega jezika, da bi hitro razumel to znanost.

Knjiga je bila navedena več kot 1.200 -krat v pomembnih referencah in virih. Struktura dela temelji predvsem na hitri in preprosti razpravi o kvantni teoriji in njegovem načelu negotovosti.

Fizika in filozofija

Fizika in filozofija Sestavljen je iz seminarskega dela, napisanega jezno leta 1958. V tem delu Heisenberg razlaga dogodke revolucije v sodobni fiziki iz baze njegovih izjemnih člankov in prispevkov.

Za Heisenberga je bilo značilno, da je v svoji znanstveni karieri izvajal nešteto konferenc in pogovorov o fiziki. V zvezi s tem je to delo sestavljanje vseh pogovorov, povezanih z odkritji nemškega znanstvenika: načelo negotovosti in atomskega modela.

Fizika in naprej

Fizika in naprej To je bila knjiga, napisana leta 1969, ki iz svojih izkušenj pripoveduje zgodbo o atomskem raziskovanju in kvantni mehaniki.

Knjiga se pogovarja o razpravah med Heisenbergom in drugimi njegovimi kolegi od časa o različnih znanstvenih temah. To besedilo vključuje pogovore z Albertom Einsteinom.

Heisenbergov namen je bil, da bi lahko bralec imel izkušnjo občutka, da osebno posluša različne priznane fizike, kot sta Niels Bohr ali Max Planck, ne samo o fiziki, temveč tudi o drugih vprašanjih, povezanih s filozofijo in politiko; Od tod tudi naslov knjige.

Poleg tega delo šteje nastanek kvantne fizike in opis okolja, v katerem so živeli, s podrobnimi opisi pokrajin in njihovo izobrazbo v značilni naravi časa.

Reference

1. Werner Heisenberg, Richard Beyler (n.d.). Vzeti iz Britannice.com
2. Weiner Heisenberg, slavni znanstveni portal (n.d.). Vzeli od znanih večini.org
3. Werner Karl Heisenberg, Portal University of St Andrews, Škotska (n.d.). Vzeti iz skupin.DC.ST-in.AC.Združeno kraljestvo
4. Werner Heisenberg, Wikipedia v angleščini (n.d.). Vzeti iz Wikipedije.org
5. Kvantna negotovost ni vse v meritvah, Geoff Brumfiel (2012). Vzeti iz narave.com