Werner Heisenberg

Werner Heisenberg

Che era Werner Heisenberg?

Werner Heisenberg (1901-1976) era un fisico teorico tedesco noto per essere l'uomo che ha raggiunto la formulazione della matrice della meccanica quantistica, oltre a formulare il principio di incertezza. Grazie a queste scoperte, è riuscito a vincere il premio Nobel in fisica nel 1932.

Inoltre, ha contribuito ai contributi alle teorie dell'idrodinamica dei fluidi turbolenti, del nucleo atomico, del ferromagnetismo, dei raggi cosmici e delle particelle subatomiche, tra le altre indagini.

Era uno degli scienziati che sono intervenuti nel progetto di armi nucleari tedesche naziste durante la seconda guerra mondiale. Alla fine della guerra, è stato nominato direttore del Kaiser Willhelm Institute of Physics.

Era nella posizione di direttore fino a quando l'istituzione non si trasferì a Monaco, dove si espanse e divenne chiamato Max Planck Institute of Physics and Astrofisics.

Heisenberg era presidente del Consiglio di ricerca tedesco, Atomic Physics Commission, del gruppo di lavoro di fisica nucleare e presidente della Fondazione Alexander von Humboldt.

Biografia di Werner Heisenberg

Primi anni e studi

Werner Karl Heisenberg è nato il 5 dicembre 1901 a Würzburg, in Germania. Era il figlio di Kaspar Ernst Heisenberg e Annie Wecklein.

Ha iniziato i suoi studi in fisica e matematica alla Ludwig Massimilian University di Monaco e alla Gottingen Georg-August University tra il 1920 e il 1923.

Il professore e fisico Arnold Sommerfeld osservò i suoi migliori studenti e sapeva dell'interesse di Heisenberg per le teorie sulla fisica anatomica del danese Niels Bohr (1885-1962); L'insegnante lo portò al festival Bohr nel giugno 1922.

Alla fine, nel 1923 ricevette il suo dottorato a Monaco sotto il comando di Sommerfeld e completò la sua qualifica l'anno successivo.

Il tema della tesi di dottorato di Heisenberg è stato suggerito dallo stesso Sommerfeld. Ha cercato di affrontare l'idea di turbolenza vista come un modello di movimento del fluido caratterizzato da improvvisi cambiamenti nella pressione e nella portata.

Più specificamente, Heisenberg ha affrontato il problema della stabilità utilizzando diverse equazioni specifiche. 

Inizio della sua carriera

Tra il 1924 e il 1927, Heisenberg si distingueva per essere un privatdozent (professore universitario), a Gottingen.

Dal 17 settembre 1924 al 1 maggio dell'anno successivo, ha condotto un'indagine insieme al fisico danese Niels Bohr, grazie a una borsa di studio conferita dall'International Education Board della Rockefeller Foundation.

Nel 1925, per un periodo di sei mesi, sviluppò la formulazione della matrice della meccanica quantistica; Un'implementazione matematica abbastanza completa, accompagnata dai fisici tedeschi Max Born (1882-1970) e Pascual Jordan (1902-1980).

Mentre era in Copenhage, nel 1927 Heisenberg riuscì a sviluppare il suo principio di incertezza, mentre lavorava alle basi matematiche della meccanica quantistica.

Dopo aver terminato le sue ricerche, il 23 febbraio, scrisse una lettera al fisico austriaco Wolfgang Pauli (1900-1958), in cui descrisse per la prima volta un tale principio.

Quindi, nel 1928, offrì un articolo pubblicato su Lipsia in cui usò il principio di esclusione di Pauli per risolvere il mistero del ferromagnetismo, un fenomeno fisico che produce un ordinamento magnetico nella stessa direzione e significato.

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All'inizio del 1929, Heisenberg e Pauli presentarono due documenti che servivano a gettare le basi per la teoria del campo quantistico relativistico.

premio Nobel

Werner Heisenberg non solo è riuscito a sviluppare il programma di ricerca per creare la teoria quantistica dei campi insieme ad alcuni dei suoi colleghi, ma è anche riuscito a lavorare sulla teoria del nucleo atomico dopo la scoperta del neutrone nel 1932.

In un tale progetto è riuscito a sviluppare un modello di protrazione del protone e del neutrone in una descrizione iniziale che in seguito era noto come il Forza forte.

Nel 1928, Albert Einstein nominò Werner Heisenberg, Max Born e Pascual Jordan per il premio Nobel in fisica. L'annuncio del premio del 1932 fu ritardato fino a novembre 1933.

Fu in quel momento in cui fu annunciato che Heisenberg aveva vinto il premio del 1932. Dal contributo di Heisenberg sono riusciti a scoprire le forme allotropiche di idrogeno: cioè le diverse strutture atomiche di sostanze che sono semplici.

Attacchi nazisti

Lo stesso anno ha ricevuto il premio Nobel per la pace nel 1933, ha vissuto l'ascesa del partito nazista. Le politiche naziste escluse i "non -aios", il che significava il licenziamento di molti insegnanti, tra cui Born, Einstein e altri colleghi di Heisenberg a Lipsia.

La risposta di Heisenberg a tali azioni era calma, lontano dalle proteste pubbliche perché pensava che il regime nazista sarebbe durato poco. Heisenberg divenne rapidamente un bersaglio facile.

Un gruppo di fisici nazisti radicali ha promosso l'idea di una "fisica ariana" opposta alla "fisica ebraica", questo essendo correlato alle teorie della relatività e alle teorie quantistiche; In effetti, Heisenberg è stato fortemente attaccato dalla stampa nazista, definendolo "ebreo bianco".

Sommerfeld aveva preso in considerazione l'idea di lasciare Heisenberg come successore delle lezioni dell'Università di Monaco; Tuttavia, il suo tentativo di appuntamento è fallito a causa dell'opposizione del movimento nazista. 

Heisenberg nella seconda guerra mondiale

Il 1 ° settembre 1939 fu formato il programma tedesco delle armi nucleari, lo stesso giorno in cui iniziò la seconda guerra mondiale. Dopo diversi incontri, Heisenberg è stato incluso e collocato come direttore amministrativo.

Dal 28 al 28 febbraio 1942, Heisenberg ha offerto una conferenza scientifica ai funzionari di Reich sull'acquisizione di energia dalla fissione nucleare.

Inoltre, ha spiegato l'enorme potenziale energetico che questo tipo di energia fornisce. Ha affermato che 250 milioni di elettroni potrebbero essere rilasciati attraverso la fissione di un nucleo atomico, quindi hanno deciso di svolgere completamente le indagini.

La scoperta della fissione nucleare è stata portata al centro di attenzione tedesco. Tuttavia, il gruppo di ricerca di Heisenberg non ha avuto successo nella produzione di un reattore atomico o di una bomba.

Alcuni riferimenti hanno presentato Heisenberg come incompetente. Altri, al contrario, hanno suggerito che il ritardo era stato apposta o che lo sforzo era sabotato. Ciò che era chiaro è che ci sono stati errori significativi in ​​vari punti dell'indagine.

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Secondo diversi riferimenti, le trascrizioni tedesche a inglesi rivelano che sia Heisenberg che altri colleghi erano contenti che gli alleati ottennero la vittoria nella seconda guerra mondiale.

Postwar and Death Years

Finalmente nel 1946 riprese la sua posizione al Kaiser Wilhelm Institute, che fu successivamente chiamato Max Planck Institute of Physics. Negli anni del dopoguerra, Heisenberg assunse ruoli come amministratore e portavoce della scienza tedesca nella Germania occidentale, mantenendo una posizione apolitica.

Nel 1949 divenne il primo presidente del Consiglio di ricerca tedesco con l'intenzione di promuovere la scienza del suo paese a livello internazionale.

Più tardi, nel 1953, divenne il presidente fondatore della Humboldt Foundation, un'organizzazione finanziata dal governo che assegnava borse di studio agli accademici stranieri per condurre ricerche in Germania.

Alla fine degli anni '60, Heisenberg è riuscito a scrivere la sua autobiografia. Il libro è stato pubblicato in Germania e anni dopo è stato tradotto in inglese e poi in altre lingue.

Il 1 ° febbraio 1976, Heisenberg è morto di tumore renale e della cistifellea. 

Scoperte e contributi

Meccanica a matrice

I primi modelli di meccanici quantistici sono stati stabiliti da Albert Einstein, Niels Bohr e altri importanti scienziati. Successivamente, un gruppo di giovani fisici elaborava teorie contrarie al classico, basato su esperimenti e non su intuizione, usando lingue molto più precise.

Nel 1925, Heisenberg fu il primo a eseguire una delle formulazioni matematiche più complete della meccanica quantistica. L'idea di Heisenberg era che attraverso quell'equazione le intensità dei fotoni potevano essere previste nelle varie bande di spettro di idrogeno.

Questa formulazione si basa sul fatto che qualsiasi sistema può essere descritto e misurato con osservazioni scientifiche e misurazioni sistemate alla teoria delle matrici. In questo senso, le matrici sono espressioni matematiche per mettere in relazione i dati di un fenomeno.

Principio di incertezza

La fisica quantistica è generalmente confusa, poiché la definita viene sostituita con probabilità. Ad esempio, una particella può trovarsi in un posto o nell'altro, o addirittura entrambi allo stesso tempo; Puoi calcolare la tua posizione solo per mezzo di probabilità.

Questa confusione quantistica potrebbe essere spiegata grazie al principio di incertezza di Heisenberg. Nel 1927, il fisico tedesco spiegò il suo principio attraverso la misurazione della posizione e del movimento di una particella. Ad esempio, l'impulso di un oggetto è la sua massa moltiplicata per la sua velocità.

Dato questo fatto, il principio di incertezza indica che non si può sapere con assoluta certezza la posizione e il movimento di una particella. Heisenberg ha detto che c'è un limite di quanto bene la posizione e il tempo della particella possono essere conosciute, anche usando la sua teoria.

Per Heisenberg, se la posizione è nota in modo molto preciso, puoi avere solo informazioni limitate sul tuo impulso.

Modello di neutron-protone

Il modello di protone-elettrone ha presentato alcuni problemi. Mentre è stato accettato che il nucleo atomico è composto da protoni e neutroni, la natura del neutrone non era chiara.

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Dopo la scoperta del neutrone, Werner Heisenberg e il fisico ucraino Dmitri Vivanenko, propose un modello di protoni e neutroni per il nucleo, nel 1932.

I documenti di Heisenberg affrontano una descrizione dettagliata di protoni e neutroni all'interno del core attraverso la meccanica quantistica. Ha anche assunto la presenza di elettroni nucleari oltre a neutroni e protoni.

Più specificamente, ha ipotizzato che il neutrone fosse un composto protone-elettrone, per il quale non esiste una spiegazione meccanica quantistica.

Mentre il modello di neutron-proton ha risolto molti problemi e ha decifrato alcune domande, è stata difficoltà a spiegare come gli elettroni potessero emanare dal nucleo.

Anche così, grazie a queste scoperte, l'immagine dell'atomo è cambiata e ha accelerato significativamente le scoperte della fisica atomica.

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I principi fisici della teoria quantistica

I principi fisici della teoria quantistica Fu pubblicato per la prima volta nel 1930 grazie all'Università di Chicago. 

Il fisico tedesco ha scritto questo libro con l'intenzione di discutere la meccanica quantistica in modo semplice, con poca lingua tecnica per fornire una rapida comprensione di questa scienza.

Il libro è stato citato più di 1.200 volte in importanti riferimenti e fonti. La struttura del lavoro si basa principalmente sulla rapida e semplice discussione sulla teoria quantistica e sul suo principio di incertezza.

Fisica e filosofia

Fisica e filosofia Consisteva in un'opera fondamentale scritta in conciso nel 1958. In questo lavoro, Heisenberg spiega gli eventi della rivoluzione nella fisica moderna dalla base dei suoi eccezionali articoli e contributi.

Heisenberg è stato caratterizzato da aver eseguito innumerevoli conferenze e conversazioni sulla fisica durante la sua carriera scientifica. A questo proposito, questo lavoro è una raccolta di tutti i colloqui relativi alle scoperte dello scienziato tedesco: il principio di incertezza e il modello atomico.

Fisica e oltre

Fisica e oltre Era un libro scritto nel 1969, che racconta la storia dell'esplorazione atomica e della meccanica quantistica dalla sua esperienza.

Il libro prende conversazioni di discussione tra Heisenberg e altri dei suoi colleghi dal tempo su diversi argomenti scientifici. Questo testo include conversazioni con Albert Einstein.

L'intenzione di Heisenberg era che il lettore potesse avere l'esperienza di sentire che ascolta di persona a diversi fisici riconosciuti, come Niels Bohr o Max Planck, non solo parlando di fisica, ma di altre questioni relative alla filosofia e alla politica; Da qui il titolo del libro.

Inoltre, l'opera fa un conteggio dell'emergere della fisica quantistica e una descrizione dell'ambiente in cui vivevano, con descrizioni dettagliate dei paesaggi e la loro educazione nella natura caratteristica del tempo.

Riferimenti

1. Werner Heisenberg, Richard Beyler (N.D.). Preso da Britannica.com
2. Weiner Heisenberg, Portale di scienziati famosi (N.D.). Preso da famosi scienziati.org
3. Werner Karl Heisenberg, Portal University of St Andrews, Scozia (N.D.). Preso da gruppi.DCS.In piedi.AC.UK
4. Werner Heisenberg, Wikipedia in inglese (N.D.). Tratto da Wikipedia.org
5. Incertezza quantistica non tutta nella misurazione, Geoff Brumfiel (2012). Preso dalla natura.com