WERNER HEISENBERG: BIOGRAPHIE, ENTDECKUNG, BEITRÄGE, WERKE - WISSENSCHAFT - 2025

Werner Heisenberg (1901 - 1976) war ein deutscher Physiker und Philosoph, der dafür bekannt war, die Quantenmechanik in Form von Matrizen zu formulieren und das Unsicherheitsprinzip zu schaffen. Dank dieser Entdeckungen gelang es ihm 1932, den Nobelpreis für Physik zu gewinnen.

Darüber hinaus trug er unter anderem zu den Theorien der Hydrodynamik turbulenter Flüssigkeiten, des Atomkerns, des Ferromagnetismus, der kosmischen Strahlung und der subatomaren Teilchen bei.

Bundesarchiv, Bild 183-R57262 / UnbekanntUnbekannter Autor / CC-BY-SA 3.0, über Wikimedia Commons

Er war einer der Wissenschaftler, die während des Zweiten Weltkriegs in das nationalsozialistische deutsche Atomwaffenprojekt eingegriffen haben. Bei Kriegsende wurde er zum Direktor des Kaiser-Willhelm-Instituts für Physik ernannt.

Er war Direktor, bis die Institution nach München zog, wo sie expandierte und in Max-Planck-Institut für Physik und Astrophysik umbenannt wurde.

Heisenberg war Vorsitzender des Deutschen Forschungsrats, der Kommission für Atomphysik, der Arbeitsgruppe Kernphysik und Vorsitzender der Alexander von Humboldt-Stiftung.

Biografie

Frühe Jahre und Studien

Werner Karl Heisenberg wurde am 5. Dezember 1901 in Würzburg geboren. Er war der Sohn von Kaspar Ernst August Heisenberg, einem Gymnasiallehrer für klassische Sprachen, der Deutschlands einziger Lehrer für mittelalterliche und moderne Griechistik im Universitätssystem wurde. Seine Mutter war eine Frau namens Annie Wecklein.

Zwischen 1920 und 1923 begann er sein Studium der Physik und Mathematik an der Ludwig-Maximilians-Universität in München und der Georg-August-Universität in Göttingen.

Der Professor und Physiker Arnold Sommerfeld beobachtete seine besten Schüler und wusste von Heisenbergs Interesse an den Theorien der anatomischen Physik des Dänen Niels Bohr; Der Professor brachte ihn im Juni 1922 zum Bohr-Festival.

Schließlich promovierte er 1923 in München bei Sommerfeld und habilitierte sich im folgenden Jahr.

Das Thema der Heisenberg-Doktorarbeit wurde von Sommerfeld selbst vorgeschlagen. Er versuchte, die Idee der Turbulenz anzusprechen, die als ein Muster der Flüssigkeitsbewegung angesehen wird, das durch plötzliche Änderungen des Drucks und der Strömungsgeschwindigkeit gekennzeichnet ist.

Insbesondere näherte sich Heisenberg dem Problem der Stabilität unter Verwendung mehrerer spezifischer Gleichungen. In seiner Jugend war er Mitglied eines Verbandes deutscher Pfadfinder und Teil der deutschen Jugendbewegung.

Beginn seiner Karriere

Zwischen 1924 und 1927 war Heisenberg als Privatdozent (Universitätsprofessor für Titel) in Göttingen bekannt.

Vom 17. September 1924 bis zum 1. Mai des folgenden Jahres forschte er zusammen mit dem dänischen Physiker Niels Bohr dank eines Stipendiums des Rockefeller Foundation Board of International Education.

1925 entwickelte er über einen Zeitraum von sechs Monaten eine Formulierung der Quantenmechanik; eine ziemlich vollständige mathematische Implementierung, begleitet von den deutschen Physikern Max Born und Pascual Jordan.

Während seines Aufenthalts in Kopenhagen gelang es Heisenberg 1927, sein Unsicherheitsprinzip zu entwickeln und an den mathematischen Grundlagen der Quantenmechanik zu arbeiten.

Nach Abschluss seiner Forschungen schrieb er am 23. Februar einen Brief an den österreichischen Physiker Wolfgang Pauli, in dem er ein solches Prinzip erstmals beschrieb.

Dann, 1928, bot er einen in Leipzig veröffentlichten Artikel an, in dem er das Pauli-Ausschlussprinzip verwendete, um das Geheimnis des Ferromagnetismus zu lösen. ein physikalisches Phänomen, das eine magnetische Anordnung in die gleiche Richtung und Richtung erzeugt.

Zu Beginn des Jahres 1929 präsentierten Heisenberg und Pauli zwei Arbeiten, die den Grundstein für die relativistische Quantenfeldtheorie legten.

Nobelpreis

Werner Heisenberg gelang es nicht nur, gemeinsam mit einigen seiner Kollegen das Forschungsprogramm zur Erstellung der Quantenfeldtheorie zu entwickeln, sondern nach der Entdeckung des Neutrons im Jahr 1932 auch an der Theorie des Atomkerns zu arbeiten.

In einem solchen Projekt gelang es ihm, ein Protonen-Neutronen-Interaktionsmodell in einer frühen Beschreibung zu entwickeln, die später als starke Kraft bekannt wurde.

1928 nominierte Albert Einstein Werner Heisenberg, Max Born und Pascual Jordan für den Nobelpreis für Physik. Die Bekanntgabe des Preises von 1932 wurde bis November 1933 verschoben.

Zu dieser Zeit wurde bekannt gegeben, dass Heisenberg 1932 den Preis für die Schaffung der Quantenmechanik gewonnen hatte. Aus Heisenbergs Beitrag wurden die allotropen Formen von Wasserstoff entdeckt, dh die unterschiedlichen Atomstrukturen von Substanzen, die einfach sind.

Nazi-Angriffe

Im selben Jahr, in dem er 1933 den Friedensnobelpreis erhielt, erlebte er den Aufstieg der NSDAP. Die nationalsozialistische Politik schloss "Nicht-Arier" aus, was die Entlassung vieler Professoren bedeutete, darunter: Born, Einstein und andere Heisenberg-Kollegen in Leipzig.

Heisenbergs Reaktion auf solche Aktionen war ruhig, weg von öffentlichem Aufschrei, weil er dachte, das NS-Regime würde nur von kurzer Dauer sein. Heisenberg wurde schnell zu einem leichten Ziel.

Eine Gruppe radikaler Nazi-Physiker förderte die Idee einer "arischen Physik" im Gegensatz zur "jüdischen Physik", die mit den Relativitätstheorien und Quantentheorien zusammenhängt. Tatsächlich wurde Heisenberg von der Nazi-Presse schwer angegriffen und als "weißer Jude" bezeichnet.

Sommerfeld hatte erwogen, Heisenberg als seinen Nachfolger für Klassen an der Universität München zu verlassen; Sein Angebot für die Ernennung scheiterte jedoch an der Opposition der Nazibewegung. Heisenberg war nach den willkürlichen Entscheidungen der Nazis mit einem bitteren Geschmack zurückgeblieben.

Heisenberg im Zweiten Weltkrieg

Am 1. September 1939 wurde am selben Tag, an dem der Zweite Weltkrieg begann, das deutsche Atomwaffenprogramm gegründet. Nach mehreren Sitzungen wurde Heisenberg aufgenommen und als Geschäftsführer eingesetzt.

Vom 26. bis 28. Februar 1942 hielt Heisenberg vor Reichsbeamten einen wissenschaftlichen Vortrag über die Gewinnung von Energie aus der Kernspaltung.

Darüber hinaus erklärte er das enorme Energiepotential, das diese Art von Energie bietet. Er behauptete, dass 250 Millionen Volt Elektronen durch die Spaltung eines Atomkerns freigesetzt werden könnten, also machten sie sich an die Forschung.

Die Entdeckung der Kernspaltung wurde ins deutsche Rampenlicht gerückt. Heisenbergs Forschungsgruppe gelang es jedoch nicht, einen Reaktor oder eine Atombombe herzustellen.

Einige Referenzen haben Heisenberg als inkompetent dargestellt. Andere haben im Gegenteil darauf hingewiesen, dass die Verzögerung absichtlich war oder dass die Bemühungen sabotiert wurden. Klar war, dass es an verschiedenen Stellen der Untersuchung erhebliche Fehler gab.

Verschiedene Referenzen zeigen, dass sowohl Heisenberg als auch andere Kollegen erfreut waren, dass die Alliierten im Zweiten Weltkrieg siegreich waren.

Nachkriegsjahre und Tod

Schließlich nahm er 1946 seine Position am Kaiser-Wilhelm-Institut wieder auf, das bald in Max-Planck-Institut für Physik umbenannt wurde. In den Nachkriegsjahren übernahm Heisenberg eine Rolle als Administrator und Sprecher der deutschen Wissenschaft in Westdeutschland, wobei er eine unpolitische Haltung beibehielt.

1949 wurde er erster Präsident des Deutschen Forschungsrates mit der Absicht, die Wissenschaft seines Landes international zu fördern.

Später, 1953, wurde er Gründungspräsident der Humboldt-Stiftung; Eine staatlich finanzierte Organisation, die Stipendien an ausländische Wissenschaftler vergab, um in Deutschland zu forschen.

In den späten 1960er Jahren gelang es Heisenberg, seine Autobiografie zu schreiben. Das Buch wurde in Deutschland veröffentlicht und Jahre später ins Englische und dann in andere Sprachen übersetzt.

Am 1. Februar 1976 starb Heisenberg an Nieren- und Gallenblasenkrebs. Am nächsten Tag machten seine Kollegen einen Spaziergang vom Institut für Physik zu seinem Haus und stellten Kerzen an die Haustür, um dem legendären Wissenschaftler ihren Respekt zu erweisen.

Entdeckungen und Beiträge

Matrixmechanik

Die ersten Modelle der Quantenmechanik wurden von Albert Einstein, Niels Bohr und anderen führenden Wissenschaftlern entwickelt. Später erarbeitete eine Gruppe junger Physiker entgegen klassischer Theorien, die auf Experimenten und nicht auf Intuition beruhten, viel präzisere Sprachen.

Heisenberg war 1925 der erste, der eine der vollständigsten mathematischen Formulierungen der Quantenmechanik herstellte. Heisenbergs Idee war, dass mit dieser Gleichung die Intensitäten von Photonen in den verschiedenen Bändern des Wasserstoffspektrums vorhergesagt werden können.

Diese Formulierung basiert auf der Tatsache, dass jedes System mit Beobachtungen und wissenschaftlichen Messungen gemäß der Matrixtheorie beschrieben und gemessen werden kann. In diesem Sinne sind Matrizen mathematische Ausdrücke, um Daten aus einem Phänomen in Beziehung zu setzen.

Prinzip der Unsicherheit

Die Quantenphysik ist oft verwirrend, da das Bestimmte durch Wahrscheinlichkeiten ersetzt wird. Zum Beispiel kann sich ein Partikel an der einen oder anderen Stelle oder sogar an beiden gleichzeitig befinden; sein Standort kann nur anhand von Wahrscheinlichkeiten geschätzt werden.

Diese Quantenverwirrung könnte dank des Heisenbergschen Unsicherheitsprinzips erklärt werden. 1927 erklärte der deutsche Physiker sein Prinzip durch Messung der Position und Bewegung eines Teilchens. Zum Beispiel ist der Impuls eines Objekts seine Masse multipliziert mit seiner Geschwindigkeit.

Angesichts dieser Tatsache weist das Unsicherheitsprinzip darauf hin, dass die Position und Bewegung eines Partikels nicht mit absoluter Sicherheit bekannt sein kann. Heisenberg behauptete, dass es eine Grenze gibt, wie gut die Position und der Impuls des Teilchens bekannt sein können, selbst unter Verwendung seiner Theorie.

Wenn Sie für Heisenberg die Position sehr genau kennen, können Sie nur begrenzte Informationen über ihre Dynamik haben.

Neutronen-Protonen-Modell

Das Protonen-Elektronen-Modell zeigte bestimmte Probleme. Obwohl angenommen wurde, dass der Atomkern aus Protonen und Neutronen besteht, war die Natur des Neutrons nicht klar.

Nach der Entdeckung des Neutrons schlugen Werner Heisenberg und der sowjetisch-ukrainische Physiker Dmitri Ivanenko im Jahr 1932 ein Protonen- und Neutronenmodell für den Kern vor.

Die Heisenberg-Arbeiten befassen sich mit einer detaillierten Beschreibung von Protonen und Neutronen im Kern durch die Quantenmechanik. Es wurde auch angenommen, dass neben Neutronen und Protonen auch Kernelektronen vorhanden sind.

Insbesondere nahm er an, dass das Neutron eine Protonen-Elektronen-Verbindung ist, für die es keine quantenmechanische Erklärung gibt.

Obwohl das Neutronen-Protonen-Modell viele Probleme löste und bestimmte Fragen beantwortete, erwies es sich als ein Problem bei der Erklärung, wie Elektronen vom Kern ausgehen könnten. Dank dieser Entdeckungen veränderte sich das Bild des Atoms und beschleunigte die Entdeckungen der Atomphysik erheblich.

Theaterstücke

Die physikalischen Prinzipien der Quantentheorie

Die physikalischen Prinzipien der Quantentheorie waren ein Buch von Werner Heisenberg, das 1930 dank der Universität von Chicago erstmals veröffentlicht wurde. Später, im Jahr 1949, wurde eine neue Version zum Erfolg nachgedruckt.

Der deutsche Physiker schrieb dieses Buch mit der Absicht, die Quantenmechanik auf einfache Weise zu diskutieren, mit wenig technischer Sprache, um ein schnelles Verständnis dieser Wissenschaft zu ermöglichen.

Das Buch wurde mehr als 1.200 Mal in wichtigen offiziellen Referenzen und Quellen zitiert. Die Struktur der Arbeit basiert im Wesentlichen auf der schnellen und einfachen Diskussion der Quantentheorie und ihres Unsicherheitsprinzips.

Physik und Philosophie

Physik und Philosophie bestand aus einem wegweisenden Werk, das 1958 von Werner Heisenberg präzise verfasst wurde. In diesem Werk erklärt Heisenberg die Ereignisse der Revolution in der modernen Physik anhand seiner herausragenden Artikel und Beiträge.

Heisenberg zeichnete sich dadurch aus, dass er während seiner wissenschaftlichen Laufbahn unzählige Vorträge und Vorträge über Physik gehalten hatte. In diesem Sinne ist diese Arbeit eine Zusammenstellung aller Vorträge, die sich auf die Entdeckungen des deutschen Wissenschaftlers beziehen: das Unsicherheitsprinzip und das Atommodell.

Physik und darüber hinaus

Physik und darüber hinaus war ein Buch von Werner Heisenberg aus dem Jahr 1969, das die Geschichte der Atomforschung und der Quantenmechanik aus seiner Erfahrung erzählt.

Das Buch führt Gespräche über Debatten zwischen Heisenberg und anderen seiner damaligen Kollegen zu verschiedenen wissenschaftlichen Themen. Dieser Text enthält Gespräche mit Albert Einstein.

Heisenbergs Absicht war es, dass der Leser die Erfahrung machen kann, verschiedenen anerkannten Physikern wie Niels Bohr oder Max Planck persönlich zuzuhören und nicht nur über Physik, sondern auch über andere philosophische und politische Themen zu sprechen. daher der Titel des Buches.

Darüber hinaus werden in der Arbeit die Entstehung der Quantenphysik und eine Beschreibung der Umgebung, in der sie lebten, sowie detaillierte Beschreibungen der Landschaften und ihrer für die Zeit charakteristischen Naturerziehung beschrieben.

Verweise

1. Werner Heisenberg, Richard Beyler (nd). Entnommen von Britannica.com
2. Weiner Heisenberg, Portal berühmter Wissenschaftler, (nd). Entnommen ausamousscientists.org
3. Werner Karl Heisenberg, Portal Universität St. Andrews, Schottland, (nd). Entnommen aus groups.dcs.st-and.ac.uk
4. Werner Heisenberg, Wikipedia in englischer Sprache, (nd). Entnommen aus Wikipedia.org
5. Quantenunsicherheit nicht alle in der Messung, Geoff Brumfiel, (2012). Entnommen aus nature.com