ВЕРНЕР ХЕИСЕНБЕРГ: БИОГРАФИЈА, ОТКРИЋЕ, ПРИЛОЗИ, ДЈЕЛА - НАУКА - 2025

Вернер Хеисенберг (1901 - 1976) био је немачки физичар и филозоф познат по томе што је човек успео да формулише квантну механику у смислу матрица, поред стварања принципа неизвесности. Захваљујући овим открићима, успео је да добије Нобелову награду за физику 1932. године.

Поред тога, између осталог је допринео теоријама хидродинамике турбулентних течности, атомског нуклеуса, феромагнетизма, космичких зрака и субатомских честица.

Бундесарцхив, Билд 183-Р57262 / Непознат Непознати аутор / ЦЦ-БИ-СА 3.0, виа Викимедиа Цоммонс

Био је један од научника који је интервенисао у нацистички пројекат нуклеарног оружја током Другог светског рата. Када је рат завршио, постављен је за директора Института за физику Каисер Виллхелм.

Био је директор док се институција није преселила у Минхен, где се проширила и преименована у Институт Мака Планцка за физику и астрофизику.

Хеисенберг је био председник Немачког савета за истраживање, Комисије за атомску физику, Радне групе за нуклеарну физику и председник Фондације Алекандер вон Хумболдт.

Биографија

Ране године и студије

Вернер Карл Хеисенберг рођен је 5. децембра 1901. године у Вирцбургу у Немачкој. Био је син Каспара Ернста Аугуст Хеисенберга, наставника класичних језика у средњој школи који је постао једини немачки наставник средњовековних и модерних грчких студија у универзитетском систему. Његова мајка била је жена по имену Анние Вецклеин.

Студиј физике и математике започео је на Универзитету Лудвиг Макимилиан у Минхену и на Универзитету Георг-Аугуст у Готтингену између 1920. и 1923. године.

Професор и физичар, Арнолд Соммерфелд, посматрао је своје најбоље студенте и знао је Хеисенбергово интересовање за теорије анатомске физике Дане Ниелса Бора; професор га је одвео на Боров фестивал у јуну 1922. године.

Коначно, 1923. докторирао је у Минхену под Соммерфелдом, а следећу годину завршио хабилитацију.

Тема Хеисенбергове докторске тезе предложио је сам Соммерфелд. Покушао је да се позабави идејом турбуленције виђеном као образац кретања течности коју карактеришу нагле промене притиска и брзине протока.

Прецизније, Хеисенберг је проблему стабилности приступио користећи неколико одређених једначина. Током младости био је члан удружења немачких извиђача и дела Немачког омладинског покрета.

Почетак његове каријере

Између 1924. и 1927., Хеисенберг је примећен као приватнозент (универзитетски професор титуле) у Готтингену.

Од 17. септембра 1924. до 1. маја следеће године, заједно са данским физичарем Ниелсом Бохром, спровео је истраживање захваљујући гранту Одбора за међународно образовање Роцкефеллерове фондације.

1925. године, у периоду од шест месеци, развио је формулацију квантне механике; прилично комплетна математичка примена, у пратњи немачких физичара Мака Борна и Пасцуал Јордан-а.

Док је био у Копенхагену, 1927. године Хеисенберг је успео да развије принцип своје несигурности, радећи на математичким основама квантне механике.

По завршетку свог истраживања, 23. фебруара, написао је писмо аустријском физичару Волфгангу Паулију, у којем је први пут описао такав принцип.

Затим је 1928. године понудио чланак објављен у Лајпцигу, где је користио принцип искључења из Паулија да би разрешио мистерију феромагнетизма; физички феномен који ствара магнетни распоред у истом правцу и смислу.

Почетком године 1929., Хеисенберг и Паули су представили два рада која су служила за постављање темеља релативистичке теорије квантног поља.

Нобелова награда

Вернер Хеисенберг није само успео да развије истраживачки програм за стварање теорије квантног поља заједно са неким својим колегама, већ је успео да ради и на теорији атомског језгра након открића неутрона 1932. године.

У таквом пројекту успео је да у раном опису развије модел интеракције протона-неутрона који је касније постао познат као снажна сила.

1928. године Алберт Еинстеин номиновао је Вернера Хеисенберга, Мака Борну и Пасцуал Јордану за Нобелову награду за физику. Објављивање награде из 1932. године одложено је до новембра 1933. године.

Управо у то време објављено је да је Хеисенберг освојио награду 1932. за стварање квантне механике. Из Хеисенберговог доприноса откривени су алотропни облици водоника: то јест различите атомске структуре супстанци које су једноставне.

Нацистички напади

Исте године када је 1933. добио Нобелову награду за мир, приметио је успон нацистичке странке. Нацистичка политика искључила је "неарије", што је значило отпуштање многих професора, укључујући: Рођене, Ајнштајна и друге Хеисенбергове колеге у Лајпцигу.

Хеисенбергов одговор на такве акције био је смирен, далеко од јавног иступања, јер је сматрао да ће нацистички режим бити краткотрајан. Хеисенберг је брзо постао лака мета.

Група радикалних нацистичких физичара промовисала је идеју о „аријској физици“ за разлику од „јеврејске физике“, која се односи на теорије релативности и квантне теорије; у ствари, Хеисенберг је био снажно нападнут од стране нацистичке штампе, називајући га "белим Јеврејем."

Соммерфелд је размишљао о одласку из Хеисенберга као наследника наставе на Универзитету у Минхену; међутим, његова понуда за именовање није успела због противљења нацистичког покрета. Хеисенберг је остао горак укуса након произвољних одлука нациста.

Хеисенберг у Другом светском рату

1. септембра 1939. године формиран је немачки програм нуклеарног оружја, истог дана када је почео и Други светски рат. Након неколико састанака, Хеисенберг је укључен и постављен као генерални директор.

Од 26. до 28. фебруара 1942. Хеисенберг је службеницима Реицха одржао научно предавање о набавци енергије из нуклеарне фисије.

Поред тога, објаснио је огроман енергетски потенцијал који ова врста енергије пружа. Тврдио је да се 250 милиона волти електрона може ослободити дељењем атомског језгра, па су кренули у истраживање.

Откривање нуклеарне фисије доведено је у средиште немачке позорности. Међутим, Хеисенбергова истраживачка група није успела у производњи реактора или атомске бомбе.

Неке референце представљају Хеисенберг као неспособног. Други, напротив, сугеришу да је одлагање било намерно или да су напори саботирани. Оно што је било јасно јесте да је дошло до значајних грешака у различитим тачкама истраге.

Према различитим референцама, транскрипти са немачког на енглески откривају да су и Хеисенберг и други колеге били одушевљени тиме што су Савезници победили у Другом светском рату.

Послератне године и смрт

Коначно 1946. године, поново је почео да ради на Институту Каисер Вилхелм, који је убрзо преименован у Институт Мака Планцка за физику. У послератним годинама, Хеисенберг је преузео улогу администратора и портпарола немачке науке у Западној Немачкој, одржавајући аполитичан став.

1949. Постао је први председник Немачког истраживачког савета са намером да промовише науку своје земље на међународном нивоу.

Касније, 1953., постао је оснивач фондације Хумболдт; владина организација која је стипендирала стране стипендисте за спровођење истраживања у Немачкој.

Крајем 60-их, Хеисенберг је успео да напише своју аутобиографију. Књига је објављена у Немачкој, а годинама касније преведена је на енглески, а потом и на друге језике.

1. фебруара 1976. Хеисенберг је умро од рака бубрега и жучне кесице. Следећег дана његове колеге су се прошетале од Института за физику до куће, стављајући свеће на улазна врата како би одале почаст легендарном научнику.

Открића и прилози

Матрик Мецханицс

Први модели квантне механике основали су Алберт Еинстеин, Ниелс Бохр и други водећи научници. Касније је група младих физичара разрадила супротно класичним теоријама, заснованим на експериментима, а не на интуицији, користећи много прецизније језике.

1925. године, Хеисенберг је први направио једну од најпотпунијих математичких формулација квантне механике. Хеисенбергова идеја била је да се помоћу ове једначине може предвидјети интензитет фотона у различитим појасевима водоничног спектра.

Ова формулација је заснована на чињеници да се било који систем може описати и мерити опсервацијама и научним мерењима према теорији матрикса. У том смислу, матрице су математички изрази за релацију података из појаве.

Принцип несигурности

Квантна физика је често збуњујућа, јер је дефинитивна замењена вероватноћом. На пример, честица може бити на једном или другом месту, или чак у оба истовремено; његова локација може се проценити само помоћу вероватноће.

Ова квантна конфузија могла би се објаснити захваљујући Хеисенберговом принципу неизвесности. 1927. немачки физичар објаснио је свој принцип мерењем положаја и кретања честице. На пример, момент објекта је његова маса помножена са његовом брзином.

С обзиром на ту чињеницу, принцип несигурности указује на то да се положај и кретање честице не могу знати са апсолутном сигурношћу. Хеисенберг је тврдио да постоји ограничење у томе колико су добро познати положај и замах честице, чак и користећи његову теорију.

За Хеисенберг, ако тачно знате позицију, можете имати само ограничене информације о њеном замаху.

Неутрон-протонски модел

Модел протона-електрона представљао је одређене проблеме. Иако је прихваћено да се атомско језгро састоји од протона и неутрона, природа неутрона није била јасна.

Након открића неутрона, Вернер Хеисенберг и совјетско-украјински физичар Дмитри Иваненко су 1932. године предложили протонски и неутронски модел за језгро.

Хеисенбергови радови баве се детаљним описом протона и неутрона у језгру помоћу квантне механике. Такође је претпостављало присуство нуклеарних електрона осим неутрона и протона.

Тачније, претпоставио је да је неутрон једињење протонско-електрона, за које не постоји квантно механичко објашњење.

Иако је неутрон-протонски модел решио многе проблеме и одговорио на одређена питања, показао се проблем у објашњавању начина на који електрони могу да потичу из језгра. Ипак, захваљујући овим открићима, слика атома се променила и значајно убрзала открића атомске физике.

Играња

Физички принципи квантне теорије

Физичка начела квантне теорије била је књига коју је написао Вернер Хеисенберг, а први пут је објављена 1930. захваљујући Универзитету у Чикагу. Касније, 1949. године, нова верзија је успела да буде поново штампана.

Немачки физичар написао је ову књигу са намером да расправља о квантној механици на једноставан начин, са мало техничког језика како би омогућио брзо разумевање ове науке.

Књига је цитирана више од 1.200 пута у важним званичним референцама и изворима. Структура рада у основи се заснива на брзој и лакој расправи о квантној теорији и њеном принципу неизвесности.

Физика и филозофија

Физика и филозофија састојали су се од семинарског рада који је Вернер Хеисенберг сажето написао 1958. У овом раду Хеисенберг објашњава догађаје револуције у модерној физици на основу својих изванредних чланака и прилога.

За Хеисенберга је карактеристично да је током своје научне каријере држао безбројна предавања и разговоре о физици. У том смислу, ово дело је компилација свих разговора везаних за открића немачког научника: принцип несигурности и атомски модел.

Физика и шире

Физика и даље била је књига коју је 1969. написао Вернер Хеисенберг, а која говори о историји атомског истраживања и квантне механике из његовог искуства.

У књизи су вођени разговори дебата између Хеисенберга и других његових колега из времена о различитим научним темама. Овај текст укључује разговоре са Албертом Ајнштајном.

Намјера Хеисенберга била је да читалац може стећи искуство личног слушања различитих признатих физичара, као што су Ниелс Бохр или Мак Планцк, не само да говори о физици, већ и о другим темама везаним за филозофију и политику; отуда и наслов књиге.

Поред тога, рад говори о настанку квантне физике и опису средине у којој су живели, са детаљним описима пејзажа и њиховом образовању у природи карактеристичној за то време.

Референце

1. Вернер Хеисенберг, Рицхард Беилер, (друго). Преузето са Британница.цом
2. Веинер Хеисенберг, портал познатих научника, (друго). Преузето са фамоуссциентистс.орг
3. Вернер Карл Хеисенберг, Портал Университи оф Ст Андревс, Шкотска, (друго). Преузето из гроупс.дцс.ст-анд.ац.ук
4. Вернер Хеисенберг, Википедиа на енглеском језику (нд). Преузето са Википедиа.орг
5. Квантна несигурност није сва у мерењу, Геофф Брумфиел, (2012). Преузето са Натуре.цом