VERNERIS HEISENBERGAS: BIOGRAFIJA, ATRADIMAI, INDĖLIAI, DARBAI - MOKSLAS - 2025

Werneris Heisenbergas (1901 - 1976) buvo vokiečių fizikas ir filosofas, žinomas kaip žmogus, kuriam pavyko suformuluoti kvantinę mechaniką matricų srityje, be to, kad sukūrė netikrumo principą. Dėl šių atradimų jam pavyko laimėti Nobelio fizikos premiją 1932 m.

Be to, be kitų tyrimų, jis prisidėjo prie turbulentinių skysčių, atominio branduolio, feromagnetizmo, kosminių spindulių ir subatominių dalelių hidrodinamikos teorijų.

Bundesarchiv, Bild 183-R57262 / Nežinomas nežinomas autorius / CC-BY-SA 3.0, per „Wikimedia Commons“

Jis buvo vienas iš mokslininkų, įsikišusių į nacistinės Vokietijos branduolinių ginklų projektą Antrojo pasaulinio karo metu. Kai karas pasibaigė, jis buvo paskirtas Kaizerio Willhelmo fizikos instituto direktoriumi.

Jis ėjo direktoriaus pareigas, kol įstaiga persikėlė į Miuncheną, kur ji išsiplėtė ir buvo pervadinta į Makso Plancko fizikos ir astrofizikos institutą.

Heisenbergas buvo Vokietijos tyrimų tarybos, atominės fizikos komisijos, Branduolinės fizikos darbo grupės prezidentas ir Aleksandro von Humboldto fondo prezidentas.

Biografija

Ankstyvieji metai ir studijos

Verneris Karlas Heisenbergas gimė 1901 m. Gruodžio 5 d. Viurcburge, Vokietijoje. Jis buvo Kasparo Ernsto sūnus Augustas Heisenbergas, klasikinių kalbų vidurinės mokyklos mokytojas, kuris universitetų sistemoje tapo vieninteliu viduramžių ir šiuolaikinių graikų kalbos studijų mokytoju Vokietijoje. Jo motina buvo moteris, vardu Annie Wecklein.

1920–1923 m. Jis pradėjo fizikos ir matematikos studijas Liudviko Maksimiliano universitete Miunchene ir Georgo-Augusto universitete Getingene.

Profesorius ir fizikas Arnoldas Sommerfeldas stebėjo geriausius savo studentus ir žinojo apie Heisenbergo susidomėjimą danų Nielso Bohr anatominės fizikos teorijomis; profesorius nuvežė jį į Bohro festivalį 1922 m. birželio mėn.

1923 m. Miunchene įgijo daktaro laipsnį Sommerfelde ir kitais metais baigė habilitaciją.

Heisenbergo daktaro disertacijos tema pasiūlė pats Sommerfeldas. Jis siekė išspręsti turbulencijos, laikomos skysčio judėjimo modeliu, kuriam būdingi staigūs slėgio ir srauto greičio pokyčiai, idėją.

Konkrečiau, Heisenbergas stabilumo problemą išsprendė naudodamas keletą konkrečių lygčių. Jaunystės metais jis buvo Vokietijos skautų asociacijos narys ir Vokietijos jaunimo judėjimo dalis.

Jo karjeros pradžia

Nuo 1924 m. Iki 1927 m. Heisenbergas buvo pasižymėjęs kaip privatdozentas (universiteto profesoriaus vardas) Getingene.

Nuo 1924 m. Rugsėjo 17 d. Iki kitų metų gegužės 1 d. Jis atliko tyrimus kartu su danų fiziku Niels Bohr dėl Rokfelerio fondo tarptautinio švietimo tarybos paramos.

1925 m. Per šešis mėnesius jis sukūrė kvantinės mechanikos formulę; gana išsamus matematinis įgyvendinimas, lydimas vokiečių fizikų Maxo Borno ir Pascualo Jordano.

Būdamas Kopenhagoje, 1927 m. Heisenbergui pavyko išplėtoti neapibrėžtumo principą, dirbant prie matematinių kvantinės mechanikos pagrindų.

Baigęs tyrimus, vasario 23 d., Jis parašė laišką austrų fizikui Wolfgangui Pauliui, kuriame pirmą kartą aprašė tokį principą.

Tada, 1928 m., Jis pasiūlė straipsnį, išspausdintą Leipcige, kur panaudojo Pauliaus atskirties principą, kad išspręstų feromagnetizmo paslaptį; fizinis reiškinys, sukuriantis magnetinę išdėstymą ta pačia kryptimi ir prasme.

1929 m. Pradžioje Heisenbergas ir Paulius pateikė du dokumentus, kuriais buvo padėtas reliatyvistinės kvantinio lauko teorijos pagrindas.

Nobelio premija

Werneris Heisenbergas ne tik sugebėjo kartu su kai kuriais savo kolegomis sukurti tyrimų programą kvantinio lauko teorijai sukurti, bet ir sugebėjo padirbėti su atominio branduolio teorija, atradus neutroną 1932 m.

Tokiame projekte jam pavyko sukurti protonų-neutronų sąveikos modelį ankstyvame aprašyme, kuris vėliau tapo žinomas kaip stipri jėga.

1928 m. Albertas Einšteinas paskyrė Wernerį Heisenbergą, Maxą Borną ir Pascualą Jordaną už Nobelio fizikos premiją. 1932 m. Apdovanojimo paskelbimas buvo atidėtas iki 1933 m. Lapkričio mėn.

Būtent tuo metu buvo paskelbta, kad Heisenbergas laimėjo 1932 metų premiją už kvantinės mechanikos sukūrimą. Remiantis Heisenbergo indėliu, buvo atrastos allotropinės vandenilio formos: tai yra skirtingos paprastų medžiagų atominės struktūros.

Nacių išpuoliai

Tais pačiais metais, kai 1933 m. Gavo Nobelio taikos premiją, jis pamatė nacių partijos iškilimą. Nacių politika neįtraukė „ne arijų“, o tai reiškė daugelio profesorių, tarp jų: ​​Borno, Einšteino ir kitų Heisenbergo kolegų Leipcige, atleidimą.

Heisenbergo reakcija į tokius veiksmus buvo rami, atitolusi nuo visuomenės pasipiktinimo, nes, jo manymu, nacių režimas bus trumpalaikis. Heisenbergas greitai tapo lengvu taikiniu.

Radikalių nacių fizikų grupė propagavo „arijų fizikos“ idėją, o ne „žydų fiziką“, kuri buvo susijusi su reliatyvumo ir kvantų teorijomis; iš tikrųjų Heisenbergą smarkiai užpuolė nacių spauda, ​​vadindama jį „baltuoju žydu“.

Sommerfeldas svarstė galimybę palikti Heisenbergą kaip savo įpėdinį Miuncheno universitete; tačiau jo pasiūlymas dėl paskyrimo žlugo dėl nacių judėjimo pasipriešinimo. Po savavališkų nacių sprendimų Heisenbergas liko kartaus skonio.

Heisenbergas II pasauliniame kare

Tą pačią dieną, kai prasidėjo Antrasis pasaulinis karas, 1939 m. Rugsėjo 1 d. Buvo suformuota Vokietijos branduolinio ginklo programa. Po kelių susitikimų Heisenbergas buvo įtrauktas ir paskirtas generaliniu direktoriumi.

1942 m. Vasario 26–28 d. Heisenbergas skaitė mokslinę paskaitą Reicho valdininkams apie energijos įgijimą iš branduolio dalijimosi.

Be to, jis paaiškino apie didžiulį energijos potencialą, kurį suteikia šios rūšies energija. Jis teigė, kad dalijantis atominiam branduoliui gali būti išleista 250 milijonų voltų elektronų, todėl jie pasiryžo atlikti tyrimą.

Branduolio dalijimosi atradimas buvo atkreiptas į Vokietijos akiratį. Tačiau Heisenbergo tyrimų grupei nepavyko sukurti reaktoriaus ar atominės bombos.

Kai kurios nuorodos Heisenbergą apibūdino kaip nekompetentingą. Kiti, atvirkščiai, teigė, kad delsimas buvo tikslingas arba pastangos buvo sabotažuojamos. Aišku tai, kad įvairiose tyrimo vietose buvo padaryta reikšmingų klaidų.

Remiantis įvairiomis nuorodomis, nuorašai iš vokiečių kalbos į anglų kalbą rodo, kad tiek Heisenbergas, tiek kiti kolegos džiaugėsi, kad sąjungininkai laimėjo Antrąjį pasaulinį karą.

Pokario metai ir mirtis

Galiausiai 1946 m. ​​Jis vėl pradėjo eiti pareigas Kaizerio Vilhelmo institute, kuris netrukus buvo pervadintas į Makso Plancko fizikos institutą. Pokario metais Heisenbergas ėmėsi Vokietijos mokslo administratoriaus ir atstovo Vakarų Vokietijoje vaidmens, išlaikydamas apolitišką poziciją.

1949 m. Jis tapo pirmuoju Vokietijos tyrimų tarybos prezidentu, ketindamas populiarinti savo šalies mokslą tarptautiniu mastu.

Vėliau, 1953 m., Jis tapo Humboldto fondo steigėju; vyriausybės finansuojama organizacija, skyrusi stipendijas užsienio mokslininkams tyrimams atlikti Vokietijoje.

Septintojo dešimtmečio pabaigoje Heisenbergui pavyko parašyti savo autobiografiją. Knyga buvo išleista Vokietijoje, o po metų ji buvo išversta į anglų, o po to į kitas kalbas.

1976 m. Vasario 1 d. Heisenbergas mirė nuo inkstų ir tulžies pūslės vėžio. Kitą dieną jo kolegos pasivaikščiojo iš Fizikos instituto į savo namus, pastatydami žvakes ant priekinių durų, kad pagerbtų legendinį mokslininką.

Atradimai ir indėliai

Matricos mechanika

Pirmuosius kvantinės mechanikos modelius sukūrė Albertas Einšteinas, Nielsas Bohras ir kiti pagrindiniai mokslininkai. Vėliau grupė jaunų fizikų kūrė priešingai klasikinėms teorijoms, remdamiesi eksperimentais, o ne intuicija, vartodami daug tikslesnes kalbas.

1925 m. Heisenbergas pirmasis padarė vieną iš išsamiausių kvantinės mechanikos matematinių formuluočių. Heisenbergo mintis buvo ta, kad pagal šią lygtį būtų galima numatyti fotonų intensyvumą įvairiose vandenilio spektro juostose.

Ši formuluotė remiasi tuo, kad bet kurią sistemą galima aprašyti ir išmatuoti stebint ir atliekant mokslinius matavimus pagal matricos teoriją. Šia prasme matricos yra matematinės išraiškos, skirtos susieti reiškinio duomenis.

Netikrumo principas

Kvantinė fizika dažnai painiojasi, nes apibrėžta pakeičiama tikimybėmis. Pvz., Dalelė gali būti vienoje ar kitoje vietoje ar net abiejose tuo pačiu metu; jo vietą galima įvertinti tik pagal tikimybes.

Šią kvantinę painiavą buvo galima paaiškinti Heisenbergo neapibrėžtumo principu. 1927 m. Vokiečių fizikas paaiškino savo principą išmatuodamas dalelės padėtį ir judesį. Pavyzdžiui, objekto pagreitis yra jo masė, padauginta iš greičio.

Atsižvelgiant į šį faktą, neapibrėžtumo principas rodo, kad dalelės padėtis ir judesys negali būti tiksliai žinomi. Heisenbergas teigė, kad dalelės padėtis ir pagreitis, net naudojant jo teoriją, yra riboti.

Heisenbergui, jei tiksliai žinai savo poziciją, gali turėti tik ribotą informaciją apie jos impulsą.

Neutronų-protonų modelis

Protono-elektronų modelis pateikė tam tikrų problemų. Nors buvo pripažinta, kad atominį branduolį sudaro protonai ir neutronai, neutrono prigimtis nebuvo aiški.

Atradus neutroną, Verneris Heisenbergas ir sovietų-ukrainiečių fizikas Dmitrijus Ivanenko 1932 m. Pasiūlė branduolio protonų ir neutronų modelį.

Heizenbergo darbuose išsamiai aprašomi protonai ir neutronai branduolyje, naudojant kvantinę mechaniką. Taip pat buvo daroma prielaida, kad yra branduoliniai elektronai, išskyrus neutronus ir protonus.

Tiksliau, jis padarė prielaidą, kad neutronas yra protono ir elektrono junginys, kuriam nėra jokio kvantinio mechaninio paaiškinimo.

Nors neutronų-protonų modelis išsprendė daugybę problemų ir atsakė į tam tikrus klausimus, paaiškėjo, kaip elektronai gali išeiti iš branduolio, tačiau tai įrodė problemą. Vis dėlto šių atradimų dėka atomo įvaizdis pasikeitė ir žymiai paspartino atominės fizikos atradimus.

Vaidina

Fiziniai kvantų teorijos principai

Fiziniai kvantų teorijos principai buvo Vernerio Heisenbergo parašyta knyga, pirmą kartą išleista 1930 m. Čikagos universiteto dėka. Vėliau, 1949 m., Naujoji versija buvo perspausdinta sėkmingai.

Vokiečių fizikas parašė šią knygą ketindamas paprastu būdu aptarti kvantinę mechaniką, turėdamas mažai techninių kalbų, kad būtų galima greitai suprasti šį mokslą.

Knyga cituojama daugiau nei 1200 kartų svarbiuose oficialiuose šaltiniuose ir šaltiniuose. Darbo struktūra iš esmės pagrįsta greitu ir lengvu kvantų teorijos ir jos neapibrėžtumo principo aptarimu.

Fizika ir filosofija

Fiziką ir filosofiją sudarė pagrindinis darbas, glaustai parašytas Wernerio Heisenbergo 1958 m. Šiame darbe Heisenbergas paaiškina šiuolaikinės fizikos revoliucijos įvykius, remdamasis savo išskirtiniais straipsniais ir straipsniais.

Heisenbergas pasižymėjo tuo, kad per visą savo mokslinę karjerą vedė nesuskaičiuojamas paskaitas ir kalbėjo apie fiziką. Šia prasme šis darbas yra visų pokalbių, susijusių su vokiečių mokslininko atradimais, rinkinys: neapibrėžtumo principas ir atominis modelis.

Fizika ir už jos ribų

„Fizika ir ne tik“ buvo 1969 m. Wernerio Heisenbergo parašyta knyga, kurioje iš savo patirties pasakojama apie atominių tyrinėjimų istoriją ir kvantinę mechaniką.

Knygoje aptariami Heisenbergo ir kitų jo tuometinių kolegų debatai skirtingais mokslo klausimais. Šis tekstas apima pokalbius su Albertu Einšteinu.

Heisenbergas ketino, kad skaitytojas galėtų turėti patirties klausydamasis įvairių pripažintų fizikų, tokių kaip Nielsas Bohras ar Maxas Planckas, ne tik kalbėdamas apie fiziką, bet ir kitomis filosofijos bei politikos temomis; taigi knygos pavadinimas.

Be to, darbe pasakojama apie kvantinės fizikos atsiradimą ir aplinkos, kurioje jie gyveno, aprašymą su išsamiais to meto kraštovaizdžių ir jų gamtos pažinimo aprašymais.

Nuorodos

1. Verneris Heisenbergas, Richardas Beyleris, (nd). Paimta iš Britannica.com
2. Weiner Heisenberg, garsių mokslininkų portalas, (nd). Paimta iš famousscientists.org
3. Werneris Karlas Heisenbergas, Šventojo Andrejaus portalo universitetas, Škotija (nd). Paimta iš grupių.dcs.st-and.ac.uk
4. Werner Heisenberg, Vikipedija anglų kalba, (nd). Paimta iš Wikipedia.org
5. Kvantinis neapibrėžtumas ne visi matuojant, Geoff Brumfiel, (2012). Paimta iš gamtos.com