Werner Heisenberg

Werner Heisenberg

Quem era Werner Heisenberg?

Werner Heisenberg (1901-1976) era um físico teórico alemão conhecido por ser o homem que alcançou a formulação da matriz da mecânica quântica, além de formular o princípio da incerteza. Graças a essas descobertas, ele conseguiu ganhar o Prêmio Nobel de Física em 1932.

Além disso, contribuiu com contribuições para as teorias da hidrodinâmica de fluidos turbulentos, o núcleo atômico, o ferromagnetismo, os raios cósmicos e as partículas subatômicas, entre outras investigações.

Ele foi um dos cientistas que intervieram no projeto de armas nucleares alemãs nazistas durante a Segunda Guerra Mundial. No final da guerra, ele foi nomeado diretor do Instituto de Física Kaiser Willhelm.

Ele estava no cargo de diretor até que a instituição se mudou para Munique, onde se expandiu e se tornou chamada de Max Planck Institute of Physics and Astrofysics.

Heisenberg foi presidente do Conselho de Pesquisa Alemã, a Comissão de Física Atômica, do Grupo de Trabalho de Física Nuclear e presidente da Fundação Alexander von Humboldt.

Biografia de Werner Heisenberg

Primeiros anos e estudos

Werner Karl Heisenberg nasceu em 5 de dezembro de 1901 em Würzburg, Alemanha. Ele era filho de Kaspar Ernst Heisenberg e Annie Wecklein.

Ele começou seus estudos em física e matemática na Universidade Ludwig Maximilian em Munique e na Universidade de Gottingen Georg-August entre 1920 e 1923.

O professor e físico Arnold Sommerfeld assistiu seus melhores alunos e sabia do interesse de Heisenberg nas teorias sobre a física anatômica do dinamarquês Niels Bohr (1885-1962); O professor o levou ao festival Bohr em junho de 1922.

Finalmente, em 1923, ele recebeu seu doutorado em Munique sob o comando de Sommerfeld e concluiu sua qualificação no ano seguinte.

O tema da tese de doutorado de Heisenberg foi sugerido pelo próprio Sommerfeld. Ele procurou abordar a idéia de turbulência vista como um padrão de movimento do fluido caracterizado por mudanças repentinas na pressão e vazão.

Mais especificamente, Heisenberg abordou o problema de estabilidade usando várias equações específicas. 

Início de sua carreira

Entre 1924 e 1927, Heisenberg se destacou por ser um privatdozent (professor universitário), em Gottingen.

De 17 de setembro de 1924 a 1 de maio do ano seguinte, ele conduziu uma investigação junto com o físico dinamarquês Niels Bohr, graças a uma bolsa de estudos conferida pelo Conselho Internacional de Educação da Rockefeller Foundation.

Em 1925, por um período de seis meses, ele desenvolveu a formulação da matriz da mecânica quântica; Uma implementação matemática bastante completa, acompanhada pelos físicos alemães Max Born (1882-1970) e Pascual Jordan (1902-1980).

Enquanto estava em Copenhage, em 1927, Heisenberg conseguiu desenvolver seu princípio de incerteza, enquanto trabalhava nos fundamentos matemáticos da mecânica quântica.

Depois de terminar sua pesquisa, em 23 de fevereiro, ele escreveu uma carta ao físico austríaco Wolfgang Pauli (1900-1958), no qual ele descreveu esse princípio pela primeira vez.

Então, em 1928, ele ofereceu um artigo publicado em Leipzig, onde usou o princípio de exclusão de Pauli para resolver o mistério do ferromagnetismo, um fenômeno físico que produz uma ordem magnética na mesma direção e significado.

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No início de 1929, Heisenberg e Pauli apresentaram dois documentos que serviram para lançar as fundações para a teoria do campo quântico relativista.

Premio Nobel

Werner Heisenberg não apenas conseguiu desenvolver o programa de pesquisa para criar a teoria quântica dos campos junto com alguns de seus colegas, mas também conseguiu trabalhar na teoria do núcleo atômico após a descoberta do nêutron em 1932.

Em tal projeto, ele conseguiu desenvolver um modelo de protuber Força forte.

Em 1928, Albert Einstein nomeou Werner Heisenberg, Max Born e Pascual Jordan para o Prêmio Nobel de Física. O anúncio do prêmio de 1932 foi adiado até novembro de 1933.

Foi naquele momento que foi anunciado que Heisenberg havia ganhado o prêmio de 1932. A partir da contribuição de Heisenberg, eles conseguiram descobrir as formas alotrópicas de hidrogênio: ou seja, as diferentes estruturas atômicas de substâncias que são simples.

Ataques nazistas

No mesmo ano em que recebeu o Prêmio Nobel da Paz em 1933, ele viveu a ascensão do partido nazista. As políticas nazistas excluíram os "não -ios", o que significava a demissão de muitos professores, incluindo Born, Einstein e outros colegas de Heisenberg em Leipzig.

A resposta de Heisenberg a tais ações foi calma, longe de protestos públicos porque ele achava que o regime nazista duraria pouco. Heisenberg rapidamente se tornou um alvo fácil.

Um grupo de físicos nazistas radicais promoveu a idéia de uma "física ariana" oposta à "física judaica", sendo isso relacionado a teorias da relatividade e teorias quânticas; De fato, Heisenberg foi fortemente atacado pela imprensa nazista, chamando -o de "judeu branco".

Sommerfeld havia considerado deixar Heisenberg como sucessor de aulas na Universidade de Munique; No entanto, sua tentativa de nomeação falhou devido à oposição do movimento nazista. 

Heisenberg na Segunda Guerra Mundial

Em 1 de setembro de 1939, o programa de armas nucleares alemãs foi formado, no mesmo dia em que a Segunda Guerra Mundial começou. Após várias reuniões, Heisenberg foi incluído e colocado como diretor administrativo.

De 28 a 28 de fevereiro de 1942, Heisenberg ofereceu uma conferência científica para reich.

Além disso, ele explicou o enorme potencial energético que esse tipo de energia fornece. Ele afirmou que 250 milhões de elétrons poderiam ser liberados através da fissão de um núcleo atômico, então eles se propuseram a executar completamente a investigação.

A descoberta da fissão nuclear foi levada para o centro de atenção alemão. No entanto, o grupo de pesquisa de Heisenberg não teve sucesso na produção de um reator atômico ou bomba.

Algumas referências apresentaram Heisenberg como incompetente. Outros, pelo contrário, sugeriram que o atraso havia sido de propósito ou que o esforço foi sabotado. O que estava claro é que houve erros significativos em vários pontos da investigação.

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Segundo várias referências, as transcrições alemãs para inglês revelam que Heisenberg e outros colegas ficaram felizes por os Aliados obter a vitória na Segunda Guerra Mundial.

Pós -guerra e anos de morte

Finalmente, em 1946, ele retomou sua posição no Instituto Kaiser Wilhelm, que mais tarde foi chamado de Max Planck Institute of Physics. Nos anos do pós -guerra, Heisenberg assumiu papéis como administrador e porta -voz da ciência alemã na Alemanha Ocidental, mantendo uma posição apolítica.

Em 1949, ele se tornou o primeiro presidente do Conselho de Pesquisa Alemã com a intenção de promover a ciência de seu país em nível internacional.

Mais tarde, em 1953, tornou -se o presidente fundador da Fundação Humboldt, uma organização financiada pelo governo que concedeu bolsas de estudos a acadêmicos estrangeiros para realizar pesquisas na Alemanha.

No final dos anos 60, Heisenberg conseguiu escrever sua autobiografia. O livro foi publicado na Alemanha e anos depois foi traduzido para o inglês e depois para outros idiomas.

Em 1 de fevereiro de 1976, Heisenberg morreu de câncer de rim e vesícula biliar. 

Descobertas e contribuições

Mecânica da matriz

Os primeiros modelos de mecânica quântica foram estabelecidos por Albert Einstein, Niels Bohr e outros cientistas importantes. Mais tarde, um grupo de jovens físicos elaborou as teorias contrárias ao clássico, com base em experimentos e não na intuição, usando linguagens muito mais precisas.

Em 1925, Heisenberg foi o primeiro a realizar uma das formulações matemáticas mais completas de mecânica quântica. A idéia de Heisenberg era que, através dessa equação, as intensidades dos fótons pudessem ser previstas nas várias bandas de espectro de hidrogênio.

Esta formulação é baseada no fato de que qualquer sistema pode ser descrito e medido com observações e medições científicas acomodadas à teoria das matrizes. Nesse sentido, as matrizes são expressões matemáticas para relacionar dados de um fenômeno.

Princípio da incerteza

A física quântica geralmente é confundida, pois o definido é substituído por probabilidades. Por exemplo, uma partícula pode estar em um lugar ou em outro, ou até ambos ao mesmo tempo; Você só pode calcular sua localização por meio de probabilidades.

Essa confusão quântica pode ser explicada graças ao princípio da incerteza de Heisenberg. Em 1927, o físico alemão explicou seu princípio através da medição da posição e movimento de uma partícula. Por exemplo, o impulso de um objeto é sua massa multiplicada por sua velocidade.

Diante desse fato, o princípio da incerteza indica que você não pode saber com absoluta certeza a posição e o movimento de uma partícula. Heisenberg disse que há um limite de quão bem a posição e o tempo da partícula podem ser conhecidos, mesmo usando sua teoria.

Para Heisenberg, se a posição for conhecida com muita precisão, você só pode ter informações limitadas sobre o seu impulso.

Modelo de nêutrons-proton

O modelo de próton-elétron apresentou certos problemas. Embora tenha sido aceito que o núcleo atômico é composto por prótons e nêutrons, a natureza do nêutron não estava clara.

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Após a descoberta do nêutron, Werner Heisenberg e o físico ucraniano Dmitri Vivanenko, propuseram um modelo de prótons e nêutrons para o núcleo, em 1932.

Os documentos de Heisenberg abordam uma descrição detalhada de prótons e nêutrons dentro do núcleo através da mecânica quântica. Também assumiu a presença de elétrons nucleares além de nêutrons e prótons.

Mais especificamente, ele assumiu que o nêutron é um composto de prótons elétrons, para o qual não há explicação mecânica quântica.

Enquanto o modelo de nêutrons-proton resolveu muitos problemas e decifrado certas questões, foi uma dificuldade explicar como os elétrons poderiam emanar do núcleo.

Mesmo assim, graças a essas descobertas, a imagem do átomo mudou e acelerou significativamente as descobertas da física atômica.

Tocam

Os princípios físicos da teoria quântica

Os princípios físicos da teoria quântica Foi publicado pela primeira vez em 1930, graças à Universidade de Chicago. 

O físico alemão escreveu este livro com a intenção de discutir a mecânica quântica de uma maneira simples, com pouca linguagem técnica para fornecer uma rápida compreensão dessa ciência.

O livro foi citado mais de 1.200 vezes em referências e fontes importantes. A estrutura do trabalho é baseada principalmente na discussão rápida e simples da teoria quântica e seu princípio de incerteza.

Física e filosofia

Física e filosofia Consistia em um trabalho seminal escrito concisa em 1958. Neste trabalho, Heisenberg explica os eventos da revolução na física moderna da base de seus excelentes artigos e contribuições.

Heisenberg foi caracterizado por ter realizado inúmeras conferências e conversas sobre física ao longo de sua carreira científica. Nesse sentido, este trabalho é uma compilação de todas as negociações relacionadas às descobertas do cientista alemão: o princípio da incerteza e o modelo atômico.

Física e além

Física e além Foi um livro escrito em 1969, que conta a história da exploração atômica e da mecânica quântica de sua experiência.

O livro faz conversas de discussão entre Heisenberg e outros de seus colegas da época em diferentes tópicos científicos. Este texto inclui conversas com Albert Einstein.

A intenção de Heisenberg era que o leitor pudesse ter a experiência de sentir que ele ouve pessoalmente para diferentes físicos reconhecidos, como Niels Bohr ou Max Planck, não apenas falando sobre física, mas de outras questões relacionadas à filosofia e política; Daí o título do livro.

Além disso, o trabalho faz uma contagem do surgimento da física quântica e uma descrição do ambiente em que viviam, com descrições detalhadas das paisagens e sua educação na natureza característica da época.

Referências

1. Werner Heisenberg, Richard Beyler (n.d.). Tirado de Britannica.com
2. Weiner Heisenberg, famoso portal dos cientistas (n.d.). Tirados de famosos cientistas.org
3. Werner Karl Heisenberg, Universidade Portal de St. Andrews, Escócia (N.d.). Retirado de grupos.DCS.Ficar.AC.Reino Unido
4. Werner Heisenberg, Wikipedia em inglês (n.d.). Tirado da Wikipedia.org
5. Incerteza quântica Nem tudo na medição, Geoff Brumfiel (2012). Tirado da natureza.com