Werner Heisenberg Biografi, oppdagelse, bidrag, verk

5299
Sherman Hoover
Werner Heisenberg Biografi, oppdagelse, bidrag, verk

Werner Heisenberg (1901 - 1976) var en tysk fysiker og filosof kjent for å være mannen som klarte å formulere kvantemekanikk i form av matriser, i tillegg til å skape usikkerhetsprinsippet. Takket være disse oppdagelsene klarte han å vinne Nobelprisen i fysikk i 1932.

I tillegg bidro med bidrag til teoriene om hydrodynamikk av turbulente væsker, atomkjernen, ferromagnetisme, kosmiske stråler, subatomære partikler, blant annet forskning.

Bundesarchiv, Bild 183-R57262 / UkjentUkjent forfatter / CC-BY-SA 3.0 [CC BY-SA 3.0 de (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/de/deed.no)], via Wikimedia Commons

Han var en av forskerne som grep inn i det nazistiske tyske atomvåpenprosjektet under andre verdenskrig. Da krigen tok slutt, ble han utnevnt til direktør for Kaiser Willhelm Institute of Physics..

Han var i stillingen som direktør til institusjonen flyttet til München, hvor den utvidet seg og ble omdøpt til Max Planck Institute for Physics and Astrophysics..

Heisenberg var styreleder for det tyske forskningsrådet, kommisjonen for atomfysikk, arbeidsgruppen for kjernefysikk og styreleder for Alexander von Humboldt-stiftelsen.

Artikkelindeks

  • 1 Biografi
    • 1.1 Første år og studier
    • 1.2 Starten på karrieren
    • 1.3 Nobelpris
    • 1.4 Naziangrep
    • 1.5 Heisenberg i andre verdenskrig
    • 1.6 Etterkrigsår og død
  • 2 Funn og bidrag
    • 2.1 Matrisemekanikk
    • 2.2 Usikkerhetsprinsipp
    • 2.3 Nøytron-protonmodell
  • 3 fungerer
    • 3.1 Kvanteteoriens fysiske prinsipper
    • 3.2 Fysikk og filosofi
    • 3.3 Fysikk og videre
  • 4 Referanser

Biografi

Tidlige år og studier

Werner Karl Heisenberg ble født 5. desember 1901 i Würzburg, Tyskland. Han var sønn av Kaspar Ernst August Heisenberg, en videregående lærer i klassiske språk som ble Tysklands eneste lærer fra middelalderen og moderne greskstudier i universitetssystemet. Moren hans var en kvinne som het Annie Wecklein.

Han begynte studiene i fysikk og matematikk ved Ludwig Maximilian-universitetet i München og Georg-August-universitetet i Göttingen mellom 1920 og 1923..

Professoren og fysikeren, Arnold Sommerfeld, observerte sine beste studenter og visste om Heisenbergs interesse for teoriene om anatomisk fysikk fra danske Niels Bohr; professoren tok ham med til Bohr-festivalen i juni 1922.

Til slutt, i 1923, mottok han doktorgraden i München under Sommerfeld og fullførte habiliteringen året etter..

Emnet for Heisenbergs doktoravhandling ble foreslått av Sommerfeld selv. Han søkte å ta opp ideen om turbulens sett på som et mønster av væskebevegelse preget av plutselige endringer i trykk og strømningshastighet..

Mer spesifikt nærmet Heisenberg seg stabilitetsproblemet ved å bruke flere spesifikke ligninger. I ungdomsårene var han medlem av en sammenslutning av tyske speidere og en del av den tyske ungdomsbevegelsen.

Begynnelsen på karrieren

Mellom 1924 og 1927 ble Heisenberg kjent for å være en privatdozent (universitetsprofessor i tittel), i Göttingen.

Fra 17. september 1924 til 1. mai året etter forsket han sammen med den danske fysikeren Niels Bohr, takket være et stipend fra Rockefeller Foundation Board of International Education.

I 1925, over en periode på seks måneder, utviklet han en formulering av kvantemekanikk; en ganske komplett matematisk implementering, ledsaget av de tyske fysikerne Max Born og Pascual Jordan.

Mens han var i København, klarte Heisenberg i 1927 å utvikle sitt usikkerhetsprinsipp mens han jobbet med kvantemekanikkens matematiske grunnlag..

Etter å ha fullført forskningen 23. februar skrev han et brev til den østerrikske fysikeren Wolfgang Pauli, der han for første gang beskrev et slikt prinsipp..

Så, i 1928, tilbød han en artikkel publisert i Leipzig der han brukte Pauli-utelukkelsesprinsippet for å løse ferromagnetismens mysterium; et fysisk fenomen som produserer en magnetisk orden i samme retning og forstand.

I begynnelsen av året 1929 presenterte Heisenberg og Pauli to dokumenter som tjente til å legge grunnlaget for den relativistiske kvantefeltsteorien..

Nobel pris

Werner Heisenberg klarte ikke bare å utvikle forskningsprogrammet for å skape kvantefeltteori sammen med noen av sine kolleger, men han klarte også å jobbe med teorien om atomkjernen etter oppdagelsen av nøytronen i 1932..

I et slikt prosjekt lyktes han i å utvikle en proton-nøytron-interaksjonsmodell i en tidlig beskrivelse som senere ble kjent som sterk kraft.

I 1928 nominerte Albert Einstein Werner Heisenberg, Max Born og Pascual Jordan til Nobelprisen i fysikk. Kunngjøringen av 1932-prisen ble forsinket til november 1933.

Det var på dette tidspunktet at det ble kunngjort at Heisenberg hadde vunnet 1932-prisen, for opprettelsen av kvantemekanikk. Fra Heisenbergs bidrag er de allotrope formene av hydrogen blitt oppdaget: det vil si de forskjellige atomstrukturene til stoffer som er enkle.

Naziangrep

Samme år som han mottok Nobels fredspris i 1933, så han oppveksten av nazistpartiet. Nazipolitikken ekskluderte "ikke-ariske", noe som betydde avskjedigelse av mange professorer, inkludert: Born, Einstein og andre Heisenberg-kolleger i Leipzig..

Heisenbergs svar på slike handlinger var rolig, borte fra offentlig skrik fordi han trodde naziregimet ville være kortvarig. Heisenberg ble raskt et enkelt mål.

En gruppe radikale nazifysikere fremmet ideen om en "arisk fysikk" i motsetning til "jødisk fysikk", dette er den som er relatert til relativitetsteoriene og kvanteteoriene; faktisk ble Heisenberg sterkt angrepet av nazistpressen og kalte ham en "hvit jøde.".

Sommerfeld hadde vurdert å forlate Heisenberg som en etterfølger for klasser ved Universitetet i München; hans bud på utnevnelsen mislyktes imidlertid på grunn av motstand fra nazistbevegelsen. Heisenberg hadde blitt igjen med en bitter smak etter nazistenes vilkårlige avgjørelser.

Heisenberg i andre verdenskrig

1. september 1939 ble det tyske atomvåpenprogrammet dannet, samme dag som 2. verdenskrig startet. Etter flere møter ble Heisenberg inkludert og satt inn som administrerende direktør..

Fra 26. til 28. februar 1942 holdt Heisenberg en vitenskapelig konferanse til Reich-tjenestemenn om anskaffelse av energi fra kjernefisjon..

I tillegg forklarte han om det enorme energipotensialet som denne typen energi gir. Han hevdet at 250 millioner volt elektroner kunne frigjøres gjennom spaltning av en atomkjerne, så de satte seg for å fullføre undersøkelsen.

Oppdagelsen av kjernefysisk fisjon ble brakt til det tyske søkelyset. Heisenbergs forskningsgruppe lyktes imidlertid ikke i å produsere en reaktor eller atombombe..

Noen referanser har presentert Heisenberg som inhabil. Andre, tvert imot, har antydet at forsinkelsen hadde vært med vilje eller at innsatsen ble sabotert. Det som var tydelig er at det var betydelige feil på forskjellige punkter i etterforskningen.

I følge ulike referanser avslører transkripsjoner fra tysk til engelsk at både Heisenberg og andre kolleger var glade for at de allierte vant i andre verdenskrig..

Etterkrigsår og død

Til slutt i 1946 gjenopptok han stillingen sin ved Kaiser Wilhelm Institute, som snart ble omdøpt til Max Planck Institute for Physics. I etterkrigsårene overtok Heisenberg roller som administrator og talsperson for tysk vitenskap i Vest-Tyskland, og opprettholdt en upolitisk holdning..

I 1949 ble han den første presidenten for det tyske forskningsrådet med den hensikt å fremme landets vitenskap internasjonalt..

Senere, i 1953, ble han grunnleggerpresident for Humboldt Foundation; en statlig finansiert organisasjon som tildelte stipend til utenlandske forskere for å drive forskning i Tyskland.

På slutten av 1960-tallet klarte Heisenberg å skrive sin selvbiografi. Boken ble utgitt i Tyskland og år senere ble den oversatt til engelsk, og deretter til andre språk.

1. februar 1976 døde Heisenberg av nyre- og galleblærekreft. Dagen etter tok kollegene en spasertur fra Institutt for fysikk til hjemmet sitt, og plasserte lys på inngangsdøren for å hylle den legendariske forskeren..

Funn og bidrag

Matrisemekanikk

De første modellene av kvantemekanikk ble etablert av Albert Einstein, Niels Bohr og andre ledende forskere. Senere utviklet en gruppe unge fysikere i strid med klassiske teorier, basert på eksperimenter og ikke på intuisjon, og brukte mye mer presise språk..

I 1925 var Heisenberg den første til å lage en av de mest komplette matematiske formuleringene av kvantemekanikken. Heisenbergs idé var at ved hjelp av denne ligningen kunne man forutsi intensitetene til fotoner i de forskjellige båndene i hydrogenspekteret.

Denne formuleringen er basert på det faktum at ethvert system kan beskrives og måles med observasjoner og vitenskapelige målinger i henhold til matriksteori. I denne forstand er matriser matematiske uttrykk for å relatere data fra et fenomen.

Usikkerhetsprinsipp

Kvantefysikk er ofte forvirrende, da den bestemte erstattes med sannsynligheter. For eksempel kan en partikkel være på et eller annet sted, eller til og med på begge samtidig; stedet kan bare estimeres ved hjelp av sannsynligheter.

Denne kvanteforvirringen kunne forklares takket være Heisenberg usikkerhetsprinsippet. I 1927 forklarte den tyske fysikeren prinsippet sitt ved å måle posisjonen og bevegelsen til en partikkel. For eksempel er momentet til et objekt massen multiplisert med hastigheten.

Gitt dette faktum indikerer usikkerhetsprinsippet at posisjonen og bevegelsen til en partikkel ikke kan kjennes med absolutt sikkerhet. Heisenberg hevdet at det er en grense for hvor godt posisjonen og momentet til partikkelen kan være kjent, selv med teorien hans..

For Heisenberg, hvis du kjenner posisjonen veldig presist, kan du bare ha begrenset informasjon om dens fremdrift..

Neutron-proton modell

Proton-elektronmodellen ga visse problemer. Selv om det ble akseptert at atomkjernen er sammensatt av protoner og nøytroner, var nøytronets natur ikke klar..

Etter oppdagelsen av nøytronen, foreslo Werner Heisenberg og den sovjetisk-ukrainske fysikeren Dmitri Ivanenko en proton- og nøytronmodell for kjernen i 1932.

Heisenberg-papirene adresserer en detaljert beskrivelse av protoner og nøytroner i kjernen gjennom kvantemekanikk. Det antok også tilstedeværelsen av kjernefysiske elektroner bortsett fra nøytroner og protoner.

Mer spesifikt antok han at nøytronen er en proton-elektronforbindelse som det ikke er noen kvantemekanisk forklaring på..

Selv om nøytron-protonmodellen løste mange problemer og svarte på visse spørsmål, viste det seg å være et problem i å forklare hvordan elektroner kunne komme fra kjernen. Likevel, takket være disse oppdagelsene, endret bildet av atomet og fremskyndet atomfysikkens funn betydelig..

Spiller

Kvanteteoriens fysiske prinsipper

Kvanteteoriens fysiske prinsipper Det var en bok skrevet av Werner Heisenberg, først utgitt i 1930 takket være University of Chicago. Senere, i 1949, ble en ny versjon trykket på nytt med tanke på suksessen.

Den tyske fysikeren skrev denne boka med den hensikt å diskutere kvantemekanikk på en enkel måte, med lite fagspråk for å gi en rask forståelse av denne vitenskapen..

Boken har blitt sitert mer enn 1200 ganger i viktige offisielle referanser og kilder. Arbeidets struktur er fundamentalt basert på en rask og enkel diskusjon av kvanteteori og dens usikkerhetsprinsipp..

Fysikk og filosofi

Fysikk og filosofi besto av et banebrytende arbeid kortfattet skrevet av Werner Heisenberg i 1958. I dette arbeidet forklarer Heisenberg revolusjonens hendelser i moderne fysikk ut fra sine fremragende artikler og bidrag.

Heisenberg var preget av å ha holdt utallige forelesninger og samtaler om fysikk gjennom hele sin vitenskapelige karriere. I denne forstand er dette arbeidet en samling av alle samtalene knyttet til oppdagelsene til den tyske forskeren: usikkerhetsprinsippet og atommodellen.

Fysikk og utover

Fysikk og utover Det var en bok skrevet av Werner Heisenberg i 1969, som forteller historien om atomutforskning og kvantemekanikk fra hans erfaring.

Boken tar debattsamtaler mellom Heisenberg og andre av datidens kolleger om forskjellige vitenskapelige emner. Denne teksten inkluderer samtaler med Albert Einstein.

Intensjonen til Heisenberg var at leseren kunne få opplevelsen av å lytte personlig til forskjellige anerkjente fysikere, som Niels Bohr eller Max Planck, ikke bare å snakke om fysikk, men om andre emner knyttet til filosofi og politikk; derav tittelen på boka.

I tillegg forteller arbeidet fremveksten av kvantefysikk og en beskrivelse av miljøet de bodde i, med detaljerte beskrivelser av landskapene og deres utdannelse i naturen som er karakteristisk for tiden..

Referanser

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

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.