Werner Heisenberg Biografie, ontdekking en bijdragen, werken

Werner Heisenberg (1901 - 1976) was een Duitse natuurkundige en filosoof die bekend stond als de man die erin slaagde om kwantummechanica te formuleren voor wat betreft matrices, en om het onzekerheidsbeginsel te creëren. Dankzij deze ontdekkingen slaagde hij erin de Nobelprijs voor de natuurkunde te behalen in 1932.

Daarnaast leverde hij bijdragen met de theorieën van de hydrodynamica van turbulente vloeistoffen, de atoomkern, ferromagnetisme, kosmische straling, subatomaire deeltjes, onder andere onderzoeken.

Hij was een van de wetenschappers die tussenkwam in het nazi-Duitse kernwapenproject tijdens de Tweede Wereldoorlog. Toen de oorlog voorbij was, werd hij benoemd tot directeur van het Kaiser Willhelm Institute of Physics.

Hij was de directeur tot de instelling naar München verhuisde, waar het werd uitgebreid en werd omgedoopt tot Max Planck Instituut voor Fysica en Astrofysica.

Heisenberg was voorzitter van de Duitse Onderzoeksraad, van de Commissie voor Atoom Fysica, van de Werkgroep Nucleaire Fysica en voorzitter van de Alexander von Humboldt Foundation.

index

• 1 Biografie
  • 1.1 Eerste jaren en studies
  • 1.2 Begin van zijn carrière
  • 1.3 Nobelprijs
  • 1.4 Nazi-aanvallen
  • 1.5 Heisenberg in de Tweede Wereldoorlog
  • 1.6 Naoorlogse jaren en de dood
• 2 Ontdekkingen en bijdragen
  • 2.1 Matrixmechanica
  • 2.2 Principe van onzekerheid
  • 2.3 Neutron-protonmodel
• 3 werkt
  • 3.1 De fysische principes van de kwantumtheorie
  • 3.2 Natuurkunde en filosofie
  • 3.3 Natuurkunde en daarbuiten
• 4 Referenties

biografie

Eerste jaren en studies

Werner Karl Heisenberg werd geboren op 5 december 1901 in Würzburg, Duitsland. Hij was de zoon van Kaspar Ernst August Heisenberg, een leraar van het secundair van klassieke talen die de unieke professor werd van Griekse middeleeuwse en moderne studies van Duitsland in het universitaire systeem. Zijn moeder was een vrouw genaamd Annie Wecklein.

Hij begon zijn studie in natuurkunde en wiskunde aan de Ludwig Maximilian Universiteit in München en de Georg-August Universiteit in Göttingen tussen 1920 en 1923.

De professor en fysicus Arnold Sommerfeld observeerde zijn beste studenten en kende de belangstelling van Heisenberg voor de anatomische theorieën van de Deense Niels Bohr; de professor bracht het naar het festival van Bohr in juni 1922.

Eindelijk, in 1923, ontving hij zijn doctoraat in München onder het bevel van Sommerfeld en voltooide zijn habilitation het volgende jaar.

Het onderwerp van de proefschrift van Heisenberg werd gesuggereerd door Sommerfeld zelf. Hij probeerde het idee van turbulentie aan te pakken, gezien als een patroon van vloeiende bewegingen, gekenmerkt door plotselinge veranderingen in druk en stroomsnelheid.

Meer specifiek ging Heisenberg in op het stabiliteitsprobleem door verschillende specifieke vergelijkingen te gebruiken. Tijdens zijn jeugd was hij lid van een vereniging van Duitse verkenners en onderdeel van de Duitse jeugdbeweging.

Begin van zijn carrière

Tussen 1924 en 1927 werd Heisenberg opgemerkt omdat hij een Privaatdocent (hoogleraar titel) in Göttingen.

Van 17 september 1924 tot 1 mei van het volgende jaar voerde hij samen met de Deense fysicus Niels Bohr een onderzoek uit, dankzij een studiebeurs van de Board of International Education van de Rockefeller Foundation..

In 1925 ontwikkelde hij gedurende een periode van zes maanden een formulering van de kwantummechanica; een vrij complete wiskundige implementatie, begeleid door de Duitse natuurkundigen Max Born en Pascual Jordan.

Als hij in Kopenhagen was, slaagde Heisenberg er in 1927 in zijn onzekerheidsbeginsel te ontwikkelen, terwijl hij werkte aan de wiskundige grondslagen van de kwantummechanica.

Na het beëindigen van zijn onderzoek, op 23 februari, schreef hij een brief aan de Oostenrijkse natuurkundige Wolfgang Pauli, waarin hij voor het eerst een dergelijk principe beschreef.

Toen, in 1928, bood hij een artikel aan dat werd gepubliceerd in Leipzig, waar hij het principe van Pauli's uitsluiting gebruikte om het mysterie van ferromagnetisme op te lossen; een fysiek fenomeen dat een magnetische volgorde produceert in dezelfde richting en zin.

Aan het begin van het jaar 1929 presenteerden Heisenberg en Pauli twee documenten die de basis legden voor de theorie van het relativistische kwantumveld.

Nobelprijs

Werner Heisenberg slaagde er niet alleen in om samen met enkele van zijn collega's het onderzoeksprogramma te ontwikkelen om de kwantumveldentheorie te ontwikkelen, maar hij slaagde erin om te werken aan de theorie van de atoomkern na de ontdekking van het neutron in 1932.

In een dergelijk project slaagde hij erin een proton en neutronen interactiemodel te ontwikkelen in een vroege beschrijving die later bekend werd als de sterke kracht.

In 1928 nomineerde Albert Einstein Werner Heisenberg, Max Born en Pascual Jordan voor de Nobelprijs voor de natuurkunde. De aankondiging van de prijs van het jaar 1932 werd uitgesteld tot november 1933.

Het was op dat moment dat werd aangekondigd dat Heisenberg de prijs van 1932 had gewonnen, voor de creatie van kwantummechanica. Uit de bijdrage van Heisenberg zijn in staat geweest om de allotrope vormen van waterstof te ontdekken: dat wil zeggen, de atomaire structuren verschillen van stoffen die eenvoudig zijn.

Nazi aanvallen

In hetzelfde jaar ontving hij de Nobelprijs voor de Vrede in 1933, hij ervoer de opkomst van de nazi-partij. Nazi-beleid uitgesloten "niet-Ariërs", wat betekende het ontslag van vele leraren, waaronder: Born, Einstein en andere collega's van Heisenberg in Leipzig.

De reactie van Heisenberg op dergelijke acties was kalm, verre van openbare protesten omdat hij dacht dat het naziregime niet lang zou duren. Heisenberg werd al snel een gemakkelijk doelwit.

Een groep radicale nazi-natuurkundigen bevorderde het idee van een "Arische fysica" in tegenstelling tot "Joodse fysica", die gerelateerd is aan de theorieën van relativiteit en kwantumtheorieën; Heisenberg werd zelfs sterk aangevallen door de nazi-pers en noemde hem 'blanke jood'.

Sommerfeld had overwogen om Heisenberg te verlaten als opvolger van de lessen aan de universiteit van München; zijn poging tot benoeming mislukte echter door verzet van de nazi-beweging. Heisenberg was met een bittere smaak gebleven na de willekeurige beslissingen van de nazi's.

Heisenberg in de Tweede Wereldoorlog

Op 1 september 1939 werd het Duitse kernwapenprogramma opgericht op dezelfde dag dat de Tweede Wereldoorlog begon. Na verschillende vergaderingen werd Heisenberg opgenomen en als administratief directeur geplaatst.

Van 26 tot 28 februari 1942, Heisenberg gaf een wetenschappelijke lezing voor Reich ambtenaren over de overname van energie uit kernsplitsing.

Daarnaast legde hij uit over het enorme energiepotentieel dat dit type energie biedt. Hij beweerde dat 250 miljoen volt aan elektronen kon worden vrijgegeven door de splijting van een atoomkern, dus ze wilden het onderzoek volledig uitvoeren.

De ontdekking van kernsplijting werd in de Duitse schijnwerpers gebracht. De onderzoeksgroep Heisenberg was echter niet succesvol in de productie van een reactor of atoombom.

Sommige referenties hebben Heisenberg als incompetent gepresenteerd. Anderen daarentegen hebben gesuggereerd dat de vertraging opzettelijk was geweest of dat de inspanning was gesaboteerd. Wat duidelijk was, was dat er op verschillende punten van het onderzoek significante fouten waren.

Volgens verschillende referenties laten transcripties van Duits naar Engels zien dat zowel Heisenberg als andere collega's blij waren dat de geallieerden wonnen in de Tweede Wereldoorlog..

Jaren na de oorlog en de dood

Tot slot in 1946, hervatte hij zijn positie aan het Kaiser Wilhelm Instituut die binnenkort omgedoopt Max Planck Instituut voor Natuurkunde. In de naoorlogse jaren nam Heisenberg rollen aan als beheerder en woordvoerder van de Duitse wetenschap in West-Duitsland, met behoud van een apolitieke houding.

In 1949 werd hij de eerste president van de Duitse Onderzoeksraad met de bedoeling de wetenschap van zijn land op het internationale toneel te promoten.

Later, in 1953, werd hij de grondlegger van de Humboldt Foundation; een door de overheid gefinancierde organisatie die studiebeurzen heeft toegekend aan buitenlandse academici om onderzoek te doen in Duitsland.

Aan het einde van de jaren zestig slaagde Heisenberg erin zijn autobiografie te schrijven. Het boek werd gepubliceerd in Duitsland en jaren later werd het vertaald in het Engels en vervolgens in andere talen.

Op 1 februari 1976 stierf Heisenberg aan nier- en galblaaskanker. De volgende dag, zijn collega's een wandeling van het Institute of Physics naar zijn huis, het plaatsen van kaarsen op de voordeur om hun respect te legendarische wetenschapper tonen.

Ontdekkingen en bijdragen

Matrixmechanica

De eerste modellen van de kwantummechanica werden opgericht door Albert Einstein, Niels Bohr en andere belangrijke wetenschappers. Later ontwikkelde een groep jonge natuurkundigen antiklassieke theorieën, gebaseerd op experimenten en niet op intuïtie, met veel preciezer talen.

In 1925, Heisenberg was de eerste die een van de meest complete wiskundige formulering van de kwantummechanica te maken. Het idee was dat Heisenberg door deze vergelijking van de intensiteiten van fotonen in de verschillende banden van het spectrum van waterstof voorspelt.

Deze formulering is gebaseerd op het feit dat elk systeem kan worden beschreven en gemeten met wetenschappelijke waarnemingen en metingen die zijn aangepast aan de matrixtheorie. In deze zin zijn matrices wiskundige uitdrukkingen om gegevens van een fenomeen te verbinden.

Principe van onzekerheid

Kwantumfysica is vaak verwarrend, omdat wat wordt gedefinieerd, wordt vervangen door kansen. Een deeltje kan zich bijvoorbeeld op de ene of de andere plaats bevinden, of zelfs op beide; je kunt je locatie alleen schatten aan de hand van waarschijnlijkheden.

Deze kwantumverwarring kan worden verklaard dankzij het onzekerheidsbeginsel van Heisenberg. In 1927 legde de Duitse fysicus zijn principe uit door de positie en beweging van een deeltje te meten. Het momentum van een object is bijvoorbeeld de massa vermenigvuldigd met de snelheid ervan.

Gezien dit feit geeft het onzekerheidsbeginsel aan dat men met absolute zekerheid de positie en beweging van een deeltje niet kan kennen. Heisenberg bevestigde dat er een grens is aan hoe goed men de positie en het momentum van het deeltje kan kennen, zelfs met behulp van zijn theorie.

Voor Heisenberg, als je de positie heel nauwkeurig kent, kun je maar beperkte informatie over je momentum hebben.

Neutron-protonmodel

Het proton-elektronenmodel heeft bepaalde problemen opgeleverd. Hoewel werd aangenomen dat de atoomkern bestaat uit protonen en neutronen, was de aard van het neutron niet duidelijk.

Na de ontdekking van het neutron, stelde Werner Heisenberg en de Sovjet-Oekraïense natuurkundige Dmitri Ivanenko een model voor van protonen en neutronen voor de kern, in het jaar 1932.

De Heisenberg-documenten behandelen een gedetailleerde beschrijving van protonen en neutronen in de kern via kwantummechanica. Het veronderstelde ook de aanwezigheid van nucleaire elektronen gescheiden van neutronen en protonen.

Meer specifiek nam hij aan dat het neutron een proton-elektronverbinding is, waarvoor geen kwantummechanische verklaring bestaat.

Hoewel het neutron-protonmodel veel problemen oploste en bepaalde vragen ontcijferde, was het een probleem om uit te leggen hoe elektronen uit de kern konden komen. Toch heeft het beeld van het atoom dankzij deze ontdekkingen de ontdekkingen van de atoomfysica aanzienlijk veranderd en versneld.

werken

De fysische principes van de kwantumtheorie

De fysische principes van de kwantumtheorie Het was een boek geschreven door Werner Heisenberg, voor het eerst gepubliceerd in 1930 dankzij de Universiteit van Chicago. Later, in 1949, werd een nieuwe versie herdrukt voor succes.

De Duitse natuurkundige schreef dit boek met de bedoeling om de kwantummechanica op een eenvoudige manier te bespreken, met weinig technische taal om snel inzicht te krijgen in deze wetenschap.

Het boek is meer dan 1200 keer geciteerd in referenties en belangrijke officiële bronnen. De structuur van het werk is fundamenteel gebaseerd op de snelle en eenvoudige bespreking van de kwantumtheorie en het onzekerheidsbeginsel.

Natuurkunde en filosofie

Natuurkunde en filosofie Het bestond uit een baanbrekend werk dat bondig geschreven werd door Werner Heisenberg in 1958. In dit werk verklaart Heisenberg de gebeurtenissen van de revolutie in de moderne natuurkunde aan de hand van zijn opmerkelijke artikelen en bijdragen.

Heisenberg werd gekarakteriseerd door het maken van ontelbare lezingen en gesprekken over de natuurkunde gedurende zijn wetenschappelijke carrière. In deze zin is dit werk een compilatie van alle gesprekken die verband houden met de ontdekkingen van de Duitse wetenschapper: het onzekerheidsprincipe en het atoommodel.

Natuurkunde en daarbuiten

Natuurkunde en daarbuiten was een boek geschreven door Werner Heisenberg in 1969, dat het verhaal vertelt van atomaire exploratie en kwantummechanica vanuit zijn ervaring.

Het boek neemt gesprekken over van debatten tussen Heisenberg en anderen van zijn collega's uit die tijd over verschillende wetenschappelijke onderwerpen. Deze tekst bevat gesprekken met Albert Einstein.

De bedoeling van Heisenberg was dat de lezer de ervaring kon hebben om te voelen dat hij verschillende erkende natuurkundigen, zoals Niels Bohr of Max Planck, persoonlijk hoort, niet alleen sprekend over natuurkunde, maar ook over andere onderwerpen gerelateerd aan filosofie en politiek; vandaar de titel van het boek.

Daarnaast vertelt het werk de opkomst van de kwantumfysica en een beschrijving van de omgeving waarin ze leefden, met gedetailleerde beschrijvingen van de landschappen en hun opvoeding in de natuur karakteristiek voor de tijd.

referenties

1. Werner Heisenberg, Richard Beyler, (n.d.). Ontleend aan Britannica.com
2. Weiner Heisenberg, Portal Famous Scientists, (n.d.). Genomen van famousscientists.org
3. Werner Karl Heisenberg, Portal University of St. Andrews, Schotland, (n.d.). Genomen uit groups.dcs.st-and.ac.uk
4. Werner Heisenberg, Wikipedia en Español, (n.d.). Ontleend aan Wikipedia.org
5. Quantum-onzekerheid niet alles in de meting, Geoff Brumfiel, (2012). Genomen van nature.com