Chia sẻ:
Tiểu sử, khám phá và đóng góp của Werner Heisenberg
Werner Heisenberg (1901 - 1976) là một nhà vật lý và triết học người Đức được biết đến là người đàn ông quản lý để hình thành cơ học lượng tử khi có liên quan đến ma trận, cũng như tạo ra nguyên lý bất định. Nhờ những khám phá này, ông đã giành được giải thưởng Nobel Vật lý năm 1932.
Ngoài ra, ông còn đóng góp với các đóng góp cho các lý thuyết về thủy động lực học của chất lỏng hỗn loạn, hạt nhân nguyên tử, ferromagnetism, tia vũ trụ, các hạt hạ nguyên tử, trong số các nghiên cứu khác.
Ông là một trong những nhà khoa học can thiệp vào dự án vũ khí hạt nhân của Đức Quốc xã trong Thế chiến II. Khi chiến tranh kết thúc, ông được bổ nhiệm làm giám đốc của Viện Vật lý Kaiser Willmus.
Ông là giám đốc cho đến khi tổ chức chuyển đến Munich, nơi nó mở rộng và được đổi tên thành Viện Vật lý và Vật lý thiên văn Max Planck.
Heisenberg là chủ tịch Hội đồng nghiên cứu Đức, thuộc Ủy ban Vật lý nguyên tử, của Nhóm công tác Vật lý hạt nhân và chủ tịch của Quỹ Alexander von Humboldt.
Chỉ số
- 1 Tiểu sử
- 1.1 Những năm đầu tiên và nghiên cứu
- 1.2 Khởi đầu sự nghiệp
- 1.3 Giải thưởng Nobel
- 1.4 Các cuộc tấn công của Đức Quốc xã
- 1.5 Heisenberg trong Thế chiến II
- 1.6 năm sau chiến tranh và cái chết
- 2 Khám phá và đóng góp
- 2.1 Cơ học ma trận
- 2.2 Nguyên tắc bất định
- 2.3 Mô hình neutron-proton
- 3 công trình
- 3.1 Các nguyên lý vật lý của lý thuyết lượng tử
- 3.2 Vật lý và triết học
- 3.3 Vật lý và hơn thế nữa
- 4 tài liệu tham khảo
Tiểu sử
Những năm đầu tiên và học tập
Werner Karl Heisenberg sinh ngày 5 tháng 12 năm 1901 tại Wurzburg, Đức. Ông là con trai của Kaspar Ernst August Heisenberg, một giáo viên dạy ngôn ngữ cổ điển đã trở thành giáo sư độc đáo về nghiên cứu thời trung cổ và hiện đại của Đức trong hệ thống đại học. Mẹ anh là một phụ nữ tên Annie Wecklein.
Ông bắt đầu nghiên cứu về vật lý và toán học tại Đại học Ludwig Maximilian ở Munich và Đại học Georg-August ở Gottingen từ năm 1920 đến 1923.
Giáo sư và nhà vật lý, Arnold Sommerfeld, đã quan sát những sinh viên giỏi nhất của mình và biết về mối quan tâm của Heisenberg đối với các lý thuyết vật lý giải phẫu của Niels Bohr của Đan Mạch; Giáo sư đã đưa nó đến lễ hội Bohr vào tháng 6 năm 1922.
Cuối cùng, vào năm 1923, ông nhận bằng tiến sĩ tại Munich dưới sự chỉ huy của Sommerfeld và hoàn thành việc chữa bệnh vào năm sau.
Chủ đề của luận án tiến sĩ của Heisenberg được đề xuất bởi chính Sommerfeld. Ông tìm cách giải quyết ý tưởng nhiễu loạn được coi là một mô hình chuyển động của chất lỏng đặc trưng bởi sự thay đổi đột ngột của áp suất và vận tốc dòng chảy.
Cụ thể hơn, Heisenberg đã giải quyết vấn đề ổn định bằng cách sử dụng một số phương trình cụ thể. Khi còn trẻ, ông là thành viên của một hiệp hội Hướng đạo Đức và là thành viên của Phong trào Thanh niên Đức.
Khởi đầu sự nghiệp
Trong khoảng thời gian từ năm 1924 đến năm 1927, Heisenberg nổi bật với tư cách là một tư nhân (giáo sư đại học danh hiệu), tại Gottingen.
Từ ngày 17 tháng 9 năm 1924 đến ngày 1 tháng 5 năm sau, ông đã tiến hành một cuộc điều tra cùng với nhà vật lý người Đan Mạch Niels Bohr, nhờ một học bổng được trao bởi Hội đồng Giáo dục Quốc tế của Quỹ Rockefeller..
Năm 1925, trong khoảng thời gian sáu tháng, ông đã phát triển một công thức cơ học lượng tử; một triển khai toán học khá đầy đủ, kèm theo các nhà vật lý người Đức Max Sinh và Pascual Jordan.
Ở Copenhagen, năm 1927, Heisenberg đã xoay sở để phát triển nguyên lý bất định của mình, đồng thời nghiên cứu nền tảng toán học của cơ học lượng tử.
Sau khi kết thúc điều tra, vào ngày 23 tháng 2, ông đã viết một lá thư cho nhà vật lý người Áo Wolfgang Pauli, trong đó lần đầu tiên ông mô tả một nguyên tắc như vậy.
Sau đó, vào năm 1928, ông đã đưa ra một bài báo được xuất bản tại Leipzig, nơi ông đã sử dụng nguyên tắc loại trừ của Pauli để giải quyết bí ẩn của thuyết sắt từ; một hiện tượng vật lý tạo ra một trật tự từ tính theo cùng một hướng và ý nghĩa.
Vào đầu năm 1929, Heisenberg và Pauli đã trình bày hai tài liệu phục vụ cho việc đặt nền móng cho lý thuyết về trường lượng tử tương đối tính.
Giải thưởng Nobel
Werner Heisenberg không chỉ quản lý để phát triển chương trình nghiên cứu để tạo ra lý thuyết trường lượng tử cùng với một số đồng nghiệp của mình, mà ông còn nghiên cứu lý thuyết về hạt nhân nguyên tử sau khi phát hiện ra neutron vào năm 1932.
Trong dự án như vậy, ông đã quản lý để phát triển một mô hình tương tác proton và neutron trong một mô tả ban đầu mà sau này được gọi là lực mạnh.
Năm 1928, Albert Einstein đã đề cử Werner Heisenberg, Max Sinh và Pascual Jordan cho giải thưởng Nobel Vật lý. Việc công bố giải thưởng của năm 1932 đã bị trì hoãn cho đến tháng 11 năm 1933.
Đó là vào thời điểm đó khi được thông báo rằng Heisenberg đã giành được giải thưởng năm 1932, cho việc tạo ra cơ học lượng tử. Từ sự đóng góp của Heisenberg đã có thể khám phá các dạng dị hướng của hydro: đó là các cấu trúc nguyên tử khác với các chất đơn giản.
Đức quốc xã tấn công
Cùng năm ông nhận giải thưởng Nobel Hòa bình năm 1933, ông đã trải nghiệm sự trỗi dậy của Đảng Quốc xã. Các chính sách của Đức Quốc xã đã loại trừ "những người không phải là người Aryan", có nghĩa là sa thải nhiều giáo viên, bao gồm: Sinh ra, Einstein và các đồng nghiệp khác của Heisenberg ở Leipzig.
Phản ứng của Heisenberg đối với những hành động như vậy là bình tĩnh, cách xa các cuộc biểu tình công cộng vì ông nghĩ chế độ Đức quốc xã sẽ không tồn tại lâu. Heisenberg nhanh chóng trở thành mục tiêu dễ dàng.
Một nhóm các nhà vật lý Đức Quốc xã cực đoan đã thúc đẩy ý tưởng về "vật lý Aryan" trái ngược với "vật lý Do Thái", liên quan đến các lý thuyết tương đối và lý thuyết lượng tử; trên thực tế, Heisenberg bị báo chí Đức Quốc xã tấn công mạnh mẽ, gọi ông là "người Do Thái trắng".
Sommerfeld đã cân nhắc việc rời Heisenberg để trở thành người kế thừa các lớp học tại Đại học Munich; tuy nhiên, nỗ lực của ông tại cuộc hẹn đã thất bại do sự phản đối của phong trào Đức quốc xã. Heisenberg đã ở lại với một vị đắng sau những quyết định độc đoán của Đức quốc xã.
Heisenberg trong Thế chiến II
Vào ngày 1 tháng 9 năm 1939, chương trình vũ khí hạt nhân của Đức được hình thành vào cùng ngày Thế chiến II bắt đầu. Sau nhiều cuộc họp, Heisenberg được đưa vào và được bổ nhiệm làm giám đốc hành chính.
Từ ngày 26 đến 28 tháng 2 năm 1942, Heisenberg đã cung cấp một hội nghị khoa học cho các quan chức Reich về việc mua lại năng lượng từ quá trình phân hạch hạt nhân.
Ngoài ra, ông giải thích về tiềm năng năng lượng to lớn mà loại năng lượng này cung cấp. Ông tuyên bố rằng 250 triệu volt điện tử có thể được giải phóng thông qua sự phân hạch của hạt nhân nguyên tử, vì vậy họ đã bắt đầu thực hiện đầy đủ nghiên cứu.
Việc phát hiện phân hạch hạt nhân đã được đưa vào tầm ngắm của Đức. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu Heisenberg đã không thành công trong việc sản xuất lò phản ứng hoặc bom nguyên tử.
Một số tài liệu tham khảo đã trình bày Heisenberg là bất tài. Mặt khác, đã cho rằng sự chậm trễ là do cố ý hoặc nỗ lực đã bị phá hoại. Điều rõ ràng là có một số lỗi đáng kể trong một số điểm của cuộc điều tra.
Theo một số tài liệu tham khảo, bảng điểm từ tiếng Đức sang tiếng Anh tiết lộ rằng cả Heisenberg và các đồng nghiệp khác đều vui mừng khi quân Đồng minh giành chiến thắng trong Thế chiến II..
Năm sau chiến tranh và cái chết
Cuối cùng vào năm 1946, ông đã trở lại vị trí của mình tại Viện Kaiser Wilhelm, nơi sớm được biết đến như là Viện Vật lý Max Planck. Trong những năm sau chiến tranh, Heisenberg đảm nhận vai trò quản trị viên và người phát ngôn cho khoa học Đức ở Tây Đức, duy trì lập trường chính trị.
Năm 1949, ông trở thành chủ tịch đầu tiên của Hội đồng nghiên cứu Đức với ý định thúc đẩy khoa học của đất nước mình trên trường quốc tế.
Sau đó, vào năm 1953, ông trở thành chủ tịch sáng lập của Quỹ Humboldt; một tổ chức do chính phủ tài trợ đã trao học bổng cho các học giả nước ngoài để tiến hành nghiên cứu ở Đức.
Vào cuối những năm sáu mươi, Heisenberg đã viết được cuốn tự truyện của mình. Cuốn sách được xuất bản ở Đức và nhiều năm sau nó được dịch sang tiếng Anh, và sau đó sang các ngôn ngữ khác.
Vào ngày 1 tháng 2 năm 1976, Heisenberg chết vì ung thư thận và túi mật. Ngày hôm sau, các đồng nghiệp của anh đi bộ từ Viện Vật lý đến nhà của họ, đặt nến ở cửa trước để tỏ lòng thành kính với nhà khoa học huyền thoại..
Khám phá và đóng góp
Cơ học ma trận
Những mô hình đầu tiên của cơ học lượng tử được thành lập bởi Albert Einstein, Niels Bohr và các nhà khoa học quan trọng khác. Sau đó, một nhóm các nhà vật lý trẻ đã phát triển các lý thuyết chống cổ điển, dựa trên các thí nghiệm chứ không dựa trên trực giác, sử dụng các ngôn ngữ chính xác hơn nhiều.
Vào năm 1925, Heisenberg là người đầu tiên thực hiện một trong những công thức toán học hoàn chỉnh nhất của cơ học lượng tử. Ý tưởng của Heisenberg là bằng phương trình đó, cường độ của các photon có thể được dự đoán trong các dải khác nhau của phổ hydro.
Công thức này dựa trên thực tế là bất kỳ hệ thống nào cũng có thể được mô tả và đo lường bằng các quan sát và đo lường khoa học phù hợp với lý thuyết ma trận. Theo nghĩa này, ma trận là các biểu thức toán học để liên kết dữ liệu từ một hiện tượng.
Nguyên tắc bất định
Vật lý lượng tử thường gây nhầm lẫn, bởi vì những gì được định nghĩa được thay thế bằng xác suất. Ví dụ, một hạt có thể ở một nơi này hoặc một nơi khác, hoặc thậm chí ở cả hai cùng một lúc; bạn chỉ có thể ước tính vị trí của mình bằng xác suất.
Sự nhầm lẫn lượng tử này có thể được giải thích nhờ nguyên lý bất định của Heisenberg. Năm 1927, nhà vật lý người Đức đã giải thích nguyên lý của nó bằng cách đo vị trí và chuyển động của hạt. Ví dụ, động lượng của một vật là khối lượng của nó nhân với vận tốc của nó.
Với thực tế này, nguyên lý bất định chỉ ra rằng người ta không thể biết chắc chắn tuyệt đối vị trí và chuyển động của hạt. Heisenberg khẳng định rằng có một giới hạn về việc người ta có thể biết rõ vị trí và động lượng của hạt như thế nào, thậm chí sử dụng lý thuyết của mình.
Đối với Heisenberg, nếu bạn biết vị trí rất chính xác, bạn chỉ có thể có thông tin hạn chế về động lượng của mình.
Mô hình neutron-proton
Mô hình proton-electron trình bày một số vấn đề nhất định. Mặc dù người ta chấp nhận rằng hạt nhân nguyên tử bao gồm các proton và neutron, nhưng bản chất của neutron không rõ ràng.
Sau khi phát hiện ra neutron, Werner Heisenberg và nhà vật lý Liên Xô-Ukraina Dmitri Ivanenko, đã đề xuất một mô hình của proton và neutron cho hạt nhân, vào năm 1932.
Các tài liệu Heisenberg đề cập đến một mô tả chi tiết về các proton và neutron bên trong hạt nhân thông qua cơ học lượng tử. Nó cũng cho rằng sự hiện diện của các electron hạt nhân tách biệt với neutron và proton.
Cụ thể hơn, ông cho rằng neutron là hợp chất proton-electron, không có lời giải thích cơ học lượng tử.
Mặc dù mô hình neutron-proton đã giải quyết được nhiều vấn đề và giải mã một số câu hỏi nhất định, nhưng đó là một vấn đề để giải thích làm thế nào các electron có thể phát ra từ hạt nhân. Mặc dù vậy, nhờ những khám phá này, hình ảnh của nguyên tử đã thay đổi và tăng tốc đáng kể những khám phá của vật lý nguyên tử.
Công trình
Các nguyên lý vật lý của lý thuyết lượng tử
Các nguyên lý vật lý của lý thuyết lượng tử Đó là một cuốn sách được viết bởi Werner Heisenberg, xuất bản lần đầu tiên vào năm 1930 nhờ Đại học Chicago. Sau đó, vào năm 1949, một phiên bản mới đã được tái bản để thành công.
Nhà vật lý người Đức đã viết cuốn sách này với mục đích thảo luận về cơ học lượng tử một cách đơn giản, với ít ngôn ngữ kỹ thuật để cung cấp hiểu biết nhanh về khoa học này.
Cuốn sách đã được trích dẫn hơn 1.200 lần trong các tài liệu tham khảo và các nguồn chính thức quan trọng. Cấu trúc của công trình dựa trên cơ sở thảo luận nhanh chóng và đơn giản về lý thuyết lượng tử và nguyên lý bất định của nó.
Vật lý và triết học
Vật lý và triết học Nó bao gồm một tác phẩm tinh tế được viết bởi Werner Heisenberg vào năm 1958. Trong tác phẩm này, Heisenberg giải thích các sự kiện của cuộc cách mạng trong vật lý hiện đại từ cơ sở các bài báo và đóng góp xuất sắc của ông.
Heisenberg được đặc trưng vì đã thực hiện vô số bài giảng và cuộc trò chuyện về vật lý trong suốt sự nghiệp khoa học của mình. Theo nghĩa này, công trình này là một tổng hợp của tất cả các cuộc nói chuyện liên quan đến những khám phá của nhà khoa học Đức: nguyên lý bất định và mô hình nguyên tử.
Vật lý và hơn thế nữa
Vật lý và hơn thế nữa là một cuốn sách được viết bởi Werner Heisenberg vào năm 1969, kể về câu chuyện thám hiểm nguyên tử và cơ học lượng tử từ kinh nghiệm của ông.
Cuốn sách lấy các cuộc đối thoại của các cuộc tranh luận giữa Heisenberg và những người khác của các đồng nghiệp cùng thời về các chủ đề khoa học khác nhau. Văn bản này bao gồm các cuộc hội thoại với Albert Einstein.
Ý định của Heisenberg là người đọc có thể có trải nghiệm cảm giác mà anh ta nghe được ở những nhà vật lý được công nhận khác nhau, như Niels Bohr hay Max Planck, không chỉ nói về vật lý, mà còn về các chủ đề khác liên quan đến triết học và chính trị; do đó tiêu đề của cuốn sách.
Ngoài ra, công trình kể lại sự xuất hiện của vật lý lượng tử và mô tả về môi trường mà họ sống, với các mô tả chi tiết về phong cảnh và giáo dục của họ về đặc tính tự nhiên của thời gian.
Tài liệu tham khảo
- Werner Heisenberg, Richard Beyler, (ví dụ). Lấy từ Britannica.com
- Weiner Heisenberg, Cổng thông tin các nhà khoa học nổi tiếng, (n.d.). Lấy từ famousscientists.org
- Werner Karl Heisenberg, Cổng thông tin Đại học St Andrew, Scotland, (n.d.). Lấy từ nhóm.dcs.st-and.ac.uk
- Werner Heisenberg, Wikipedia en Español, (n.d.). Lấy từ Wikipedia.org
- Độ không đảm bảo lượng tử không phải là tất cả trong phép đo, Geoff Brumfiel, (2012). Lấy từ thiên nhiên.com