Werner Heisenberg Biografi, opdagelse, bidrag, værker

4754
Charles McCarthy
Werner Heisenberg Biografi, opdagelse, bidrag, værker

Werner Heisenberg (1901 - 1976) var en tysk fysiker og filosof kendt for at være den mand, der formåede at formulere kvantemekanik i form af matricer, ud over at skabe usikkerhedsprincippet. Takket være disse opdagelser lykkedes det ham at vinde Nobelprisen i fysik i 1932.

Derudover bidrog han med bidrag til teorierne om hydrodynamik af turbulente væsker, atomkernen, ferromagnetisme, kosmiske stråler, subatomære partikler, blandt andre undersøgelser.

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

Han var en af ​​forskerne til at gribe ind i det nazistiske tyske atomvåbenprojekt under Anden Verdenskrig. Da krigen sluttede, blev han udnævnt til direktør for Kaiser Willhelm Institute of Physics..

Han var i stillingen som direktør, indtil institutionen flyttede til München, hvor den udvidede og blev omdøbt til Max Planck Institute for Physics and Astrophysics..

Heisenberg var formand for det tyske forskningsråd, Kommissionen for atomfysik, arbejdsgruppen for atomfysik og formand for Alexander von Humboldt Foundation.

Artikelindeks

  • 1 Biografi
    • 1.1 Første år og studier
    • 1.2 Begyndelsen af ​​hans karriere
    • 1.3 Nobelprisen
    • 1.4 Naziangreb
    • 1.5 Heisenberg i Anden Verdenskrig
    • 1.6 Efterkrigsår og død
  • 2 Opdagelser og bidrag
    • 2.1 Matrixmekanik
    • 2.2 Usikkerhedsprincip
    • 2.3 Neutron-proton model
  • 3 værker
    • 3.1 Kvanteteoriens fysiske principper
    • 3.2 Fysik og filosofi
    • 3.3 Fysik og videre
  • 4 Referencer

Biografi

Tidlige år og studier

Werner Karl Heisenberg blev født den 5. december 1901 i Würzburg, Tyskland. Han var søn af Kaspar Ernst August Heisenberg, en gymnasielærer i klassiske sprog, der blev Tysklands eneste middelalderlige og moderne græske lærer i universitetssystemet. Hans mor var en kvinde ved navn Annie Wecklein.

Han begyndte sine studier i fysik og matematik ved Ludwig Maximilian Universitet i München og Georg-August Universitet i Göttingen mellem 1920 og 1923..

Professoren og fysikeren, Arnold Sommerfeld, observerede sine bedste studerende og kendte til Heisenbergs interesse for teorierne om den anatomiske fysik hos den danske Niels Bohr; professoren tog ham med til Bohr-festivalen i juni 1922.

Endelig i 1923 modtog han sin doktorgrad i München under Sommerfeld og afsluttede sin habilitation det følgende år..

Emnet for Heisenbergs doktorafhandling blev foreslået af Sommerfeld selv. Han søgte at tackle ideen om turbulens set som et mønster af væskebevægelse præget af pludselige ændringer i tryk og strømningshastighed..

Mere specifikt nærmede sig Heisenberg problemet med stabilitet ved at bruge flere specifikke ligninger. I sin ungdom var han medlem af en sammenslutning af tyske spejdere og en del af den tyske ungdomsbevægelse.

Begyndelsen på sin karriere

Mellem 1924 og 1927 blev Heisenberg kendt for at være en privatdozent (universitetsprofessor i titel) i Göttingen.

Fra 17. september 1924 til 1. maj det følgende år udførte han forskning sammen med den danske fysiker Niels Bohr takket være et tilskud fra Rockefeller Foundation Board of International Education.

I 1925 udviklede han over en periode på seks måneder en formulering af kvantemekanik; en ret komplet matematisk implementering ledsaget af de tyske fysikere Max Born og Pascual Jordan.

Mens han var i København, lykkedes det Heisenberg i 1927 at udvikle sit usikkerhedsprincip, mens han arbejdede på kvantemekanikens matematiske fundamenter..

Efter at have afsluttet sin forskning den 23. februar skrev han et brev til den østrigske fysiker Wolfgang Pauli, hvori han for første gang beskrev et sådant princip..

Derefter tilbød han i 1928 en artikel, der blev offentliggjort i Leipzig, hvor han brugte Pauli-udelukkelsesprincippet til at løse ferromagnetismens mysterium; et fysisk fænomen, der producerer en magnetisk rækkefølge i samme retning og forstand.

I begyndelsen af ​​året 1929 præsenterede Heisenberg og Pauli to dokumenter, der tjente til at danne grundlaget for den relativistiske kvantefeltsteori.

Nobel pris

Werner Heisenberg formåede ikke kun at udvikle forskningsprogrammet til at skabe kvantefeltteori sammen med nogle af sine kolleger, men han formåede også at arbejde på teorien om atomkernen efter opdagelsen af ​​neutronen i 1932..

I et sådant projekt lykkedes det ham at udvikle en proton-neutron-interaktionsmodel i en tidlig beskrivelse, der senere blev kendt som stærk kraft.

I 1928 nominerede Albert Einstein Werner Heisenberg, Max Born og Pascual Jordan til Nobelprisen i fysik. Meddelelsen om 1932-prisen blev forsinket indtil november 1933.

Det var på dette tidspunkt, at det blev meddelt, at Heisenberg havde vundet 1932-prisen for oprettelse af kvantemekanik. Fra Heisenbergs bidrag er de allotrope former for brint blevet opdaget: det vil sige de forskellige atomstrukturer af stoffer, der er enkle.

Naziangreb

Samme år, hvor han modtog Nobels fredspris i 1933, så han nazistpartiets fremkomst. Nazipolitikker ekskluderede "ikke-ariske", hvilket betød afskedigelse af mange professorer, herunder: Born, Einstein og andre Heisenberg-kolleger i Leipzig..

Heisenbergs reaktion på sådanne handlinger var rolig, væk fra offentligt oprør, fordi han troede, at nazistregimet ville være kortvarig. Heisenberg blev hurtigt et let mål.

En gruppe radikale nazistiske fysikere fremmede ideen om en "arisk fysik" i modsætning til "jødisk fysik", dette var den, der var relateret til relativitetsteorierne og kvanteteorierne; faktisk blev Heisenberg stærkt angrebet af nazistpressen og kaldte ham en "hvid jøde.".

Sommerfeld havde overvejet at forlade Heisenberg som en efterfølger til klasser ved universitetet i München; hans bud på udnævnelsen mislykkedes imidlertid på grund af oppositionen fra nazistiske bevægelse. Heisenberg var efterladt med en bitter smag efter nazistenes vilkårlige beslutninger.

Heisenberg i 2. verdenskrig

Den 1. september 1939 blev det tyske atomvåbenprogram dannet, samme dag som 2. verdenskrig begyndte. Efter flere møder blev Heisenberg inkluderet og placeret som administrerende direktør..

Fra 26. til 28. februar 1942 afholdt Heisenberg en videnskabelig konference til rigsembedsmænd om erhvervelse af energi fra nuklear fission..

Derudover forklarede han om det enorme energipotentiale, som denne type energi giver. Han hævdede, at 250 millioner volt elektroner kunne frigives ved fission af en atomkerne, så de satte sig for at gennemføre undersøgelsen fuldt ud.

Opdagelsen af ​​nuklear fission blev bragt til det tyske fokus. Heisenbergs forskningsgruppe lykkedes imidlertid ikke at producere en reaktor eller atombombe..

Nogle referencer har præsenteret Heisenberg som inkompetent. Andre har tværtimod antydet, at forsinkelsen havde været med vilje, eller at indsatsen blev saboteret. Hvad der var klart, var at der var betydelige fejl på forskellige punkter i undersøgelsen.

Ifølge forskellige referencer afslører udskrifter fra tysk til engelsk, at både Heisenberg og andre kolleger var glade for, at de allierede vandt sejren i anden verdenskrig..

Efterkrigsår og død

Endelig i 1946 genoptog han sin stilling ved Kaiser Wilhelm Institute, som snart blev omdøbt til Max Planck Institute for Physics. I efterkrigstiden overtog Heisenberg roller som administrator og talsmand for tysk videnskab i Vesttyskland og opretholdt en upolitisk holdning..

I 1949 blev han den første præsident for det tyske forskningsråd med den hensigt at promovere sit lands videnskab internationalt..

Senere, i 1953, blev han grundlæggerpræsident for Humboldt Foundation; en statsfinansieret organisation, der tildelte stipendier til udenlandske lærde til at udføre forskning i Tyskland.

I slutningen af ​​1960'erne formåede Heisenberg at skrive sin selvbiografi. Bogen blev udgivet i Tyskland, og år senere blev den oversat til engelsk og derefter til andre sprog.

Den 1. februar 1976 døde Heisenberg af nyre- og galdeblærecancer. Den næste dag tog hans kolleger en tur fra Institut for Fysik til sit hjem og placerede stearinlys på hoveddøren for at hilse på den legendariske videnskabsmand..

Opdagelser og bidrag

Matrixmekanik

De første modeller af kvantemekanik blev oprettet af Albert Einstein, Niels Bohr og andre førende forskere. Senere udarbejdede en gruppe unge fysikere i modsætning til klassiske teorier baseret på eksperimenter og ikke på intuition ved hjælp af meget mere præcise sprog.

I 1925 var Heisenberg den første til at lave en af ​​de mest komplette matematiske formuleringer af kvantemekanik. Heisenbergs idé var, at ved hjælp af denne ligning kunne intensiteten af ​​fotoner i de forskellige bånd i hydrogenspektret kunne forudsiges.

Denne formulering er baseret på, at ethvert system kan beskrives og måles med observationer og videnskabelige målinger i henhold til matrixteori. I denne forstand er matricer matematiske udtryk for at relatere data fra et fænomen.

Usikkerhedsprincip

Kvantefysik er ofte forvirrende, da den bestemte erstattes med sandsynligheder. For eksempel kan en partikel være et eller andet sted eller endda begge på samme tid; dets placering kan kun estimeres ved hjælp af sandsynligheder.

Denne kvanteforvirring kunne forklares takket være Heisenberg usikkerhedsprincippet. I 1927 forklarede den tyske fysiker sit princip ved at måle placeringen og bevægelsen af ​​en partikel. For eksempel er momentet på et objekt dets masse ganget med dets hastighed.

I betragtning af denne kendsgerning indikerer usikkerhedsprincippet, at positionen og bevægelsen af ​​en partikel ikke kan kendes med absolut sikkerhed. Heisenberg hævdede, at der er en grænse for, hvor godt partiklens position og momentum kan kendes, selv ved hjælp af hans teori..

For Heisenberg, hvis du kender positionen meget præcist, kan du kun have begrænset information om dens fremdrift..

Neutron-proton model

Proton-elektronmodellen præsenterede visse problemer. Selvom det blev accepteret, at atomkernen er sammensat af protoner og neutroner, var neutronens natur ikke klar..

Efter opdagelsen af ​​neutronen foreslog Werner Heisenberg og den sovjetisk-ukrainske fysiker Dmitri Ivanenko en proton- og neutronmodel for kernen i 1932.

Heisenberg-papirerne behandler en detaljeret beskrivelse af protoner og neutroner i kernen gennem kvantemekanik. Det antog også tilstedeværelsen af ​​nukleare elektroner bortset fra neutroner og protoner.

Mere specifikt antog han, at neutronen er en proton-elektronforbindelse, for hvilken der ikke er nogen kvantemekanisk forklaring..

Selvom neutron-protonmodellen løste mange problemer og besvarede visse spørgsmål, viste det sig at være et problem ved at forklare, hvordan elektroner kunne stamme fra kernen. Alligevel, takket være disse opdagelser, ændrede atomets billede og fremskyndede betydeligt opdagelserne af atomfysik..

Spiller

Kvanteteoriens fysiske principper

Kvanteteoriens fysiske principper Det var en bog skrevet af Werner Heisenberg, der først blev udgivet i 1930 takket være University of Chicago. Senere, i 1949, blev en ny version genoptrykt i lyset af succesen.

Den tyske fysiker skrev denne bog med den hensigt at diskutere kvantemekanik på en enkel måde med lidt teknisk sprog for at give en hurtig forståelse af denne videnskab..

Bogen er blevet citeret mere end 1.200 gange i vigtige officielle referencer og kilder. Arbejdets struktur er grundlæggende baseret på en hurtig og enkel diskussion af kvanteteori og dens usikkerhedsprincip..

Fysik og filosofi

Fysik og filosofi bestod af et banebrydende arbejde, kortfattet skrevet af Werner Heisenberg i 1958. I dette arbejde forklarer Heisenberg revolutionens begivenheder i moderne fysik ud fra sine fremragende artikler og bidrag.

Heisenberg var præget af at have holdt utallige forelæsninger og samtaler om fysik gennem hele sin videnskabelige karriere. I denne forstand er dette arbejde en samling af alle samtaler relateret til opdagelserne af den tyske videnskabsmand: usikkerhedsprincippet og atommodellen.

Fysik og videre

Fysik og videre Det var en bog skrevet af Werner Heisenberg i 1969, der fortæller historien om atomudforskning og kvantemekanik fra hans erfaring.

Bogen tager samtaler om debatter mellem Heisenberg og andre af hans tiders kolleger om forskellige videnskabelige emner. Denne tekst inkluderer samtaler med Albert Einstein.

Hensigten med Heisenberg var, at læseren kunne have oplevelsen af ​​at lytte personligt til forskellige anerkendte fysikere, såsom Niels Bohr eller Max Planck, ikke kun tale om fysik, men om andre emner relateret til filosofi og politik; deraf titlen på bogen.

Derudover fortæller arbejdet fremkomsten af ​​kvantefysik og en beskrivelse af det miljø, de boede i, med detaljerede beskrivelser af landskaber og deres uddannelse i naturen, der er karakteristisk for tiden..

Referencer

  1. Werner Heisenberg, Richard Beyler, (nd). Hentet fra Britannica.com
  2. Weiner Heisenberg, Portal Famous Scientists, (nd). Hentet fra famousscientists.org
  3. Werner Karl Heisenberg, Portal University of St. Andrews, Skotland, (nd). Hentet fra groups.dcs.st-and.ac.uk
  4. Werner Heisenberg, Wikipedia på engelsk, (nd). Hentet fra Wikipedia.org
  5. Kvantusikkerhed ikke alle i målingen, Geoff Brumfiel, (2012). Hentet fra nature.com

Endnu ingen kommentarer