Werner Heisenberg

Werner Heisenberg

Qui était Werner Heisenberg?

Werner Heisenberg (1901-1976) était un physicien théorique allemand connu pour être l'homme qui a obtenu la formulation matricielle de la mécanique quantique, en plus de formuler le principe de l'incertitude. Grâce à ces découvertes, il a réussi à remporter le prix Nobel de physique en 1932.

De plus, il a contribué aux théories de l'hydrodynamique des liquides turbulents, du noyau atomique, du ferromagnétisme, des rayons cosmiques et des particules subatomiques, entre autres recherches.

Il était l'un des scientifiques qui sont intervenus dans le projet nazi des armes nucléaires allemands pendant la Seconde Guerre mondiale. À la fin de la guerre, il a été nommé directeur du Kaiser Willhel Institute of Physics.

Il était au poste de directeur jusqu'à ce que l'institution déménage à Munich, où elle s'est développée et s'est appelée le Max Planck Institute of Physics and Astrophysics.

Heisenberg a été président du Conseil de recherche allemand, la Commission de physique atomique, du groupe de travail sur la physique nucléaire et présidente de la Fondation Alexander von Humboldt.

Biographie de Werner Heisenberg

Premières années et études

Werner Karl Heisenberg est né le 5 décembre 1901 à Würzburg, en Allemagne. Il était le fils de Kaspar Ernst Heisenberg et Annie Wecklein.

Il a commencé ses études en physique et en mathématiques à l'Université de Ludwig Maximilian à Munich et à l'Université de Gottingen Georg-August entre 1920 et 1923.

Le professeur et physicien Arnold Sommerfeld a regardé ses meilleurs étudiants et connaissait l'intérêt de Heisenberg pour les théories sur la physique anatomique de Danish Niels Bohr (1885-1962); Le professeur l'a emmené au festival Bohr en juin 1922.

Enfin, en 1923, il a reçu son doctorat à Munich sous le commandement de Sommerfeld et a terminé sa qualification l'année suivante.

Le thème de la thèse de doctorat de Heisenberg a été suggéré par Sommerfeld lui-même. Il a cherché à aborder l'idée de turbulence considérée comme un modèle de mouvement du fluide caractérisé par des changements soudains de la pression et du débit.

Plus précisément, Heisenberg a abordé le problème de stabilité en utilisant plusieurs équations spécifiques. 

Début de sa carrière

Entre 1924 et 1927, Heisenberg s'est démarqué d'être un privatdozent (professeur d'université), à Gottingen.

Du 17 septembre 1924 au 1er mai de l'année suivante, il a mené une enquête avec le physicien danois Niels Bohr, grâce à une bourse conférée par le Board International Education de la Rockefeller Foundation.

En 1925, pendant une période de six mois, il a développé la formulation matricielle de la mécanique quantique; Une mise en œuvre mathématique assez complète, accompagnée de physiciens allemands Max Born (1882-1970) et de Pascual Jordan (1902-1980).

Pendant son séjour à Copenhage, en 1927, Heisenberg a réussi à développer son principe d'incertitude, tout en travaillant sur les fondations mathématiques de la mécanique quantique.

Après avoir terminé ses recherches, le 23 février, il a écrit une lettre au physicien autrichien Wolfgang Pauli (1900-1958), dans lequel il a décrit pour la première fois un tel principe.

Puis, en 1928, il a proposé un article publié dans Leipzig où il a utilisé le principe d'exclusion de Pauli pour résoudre le mystère du ferromagnétisme, un phénomène physique qui produit un ordre magnétique dans la même direction et le même sens.

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Au début de 1929, Heisenberg et Pauli ont présenté deux documents qui ont servi à jeter les fondements de la théorie relative du champ quantique relativiste.

Prix ​​Nobel

Werner Heisenberg a non seulement réussi à développer le programme de recherche pour créer la théorie quantique des champs ainsi que certains de ses collègues, mais ont également réussi à travailler sur la théorie du noyau atomique après la découverte du neutron en 1932.

Dans un tel projet, il a réussi à développer un modèle de protraction du proton et du neutron dans une description précoce qui a été connue plus tard sous le nom de Une force puissante.

En 1928, Albert Einstein a nominé à Werner Heisenberg, Max Born and Pascual Jordan pour le prix Nobel de physique. L'annonce du prix de 1932 a été retardée jusqu'en novembre 1933.

C'est à cette époque où il a été annoncé que Heisenberg avait remporté le prix de 1932. D'après la contribution de Heisenberg, ils ont réussi à découvrir les formes allotropes d'hydrogène: c'est-à-dire les différentes structures atomiques des substances simples.

Attaques nazies

La même année, il a reçu le prix Nobel de la paix en 1933, il a vécu la montée du parti nazi. Les politiques nazies ont exclu les «non -aios», ce qui signifiait le rejet de nombreux enseignants, notamment Born, Einstein et d'autres collègues de Heisenberg à Leipzig.

La réponse de Heisenberg à de telles actions était calme, loin des manifestations publiques parce qu'il pensait que le régime nazi durerait peu. Heisenberg est rapidement devenu une cible facile.

Un groupe de physiciens nazis radicaux a favorisé l'idée d'une «physique aryenne» opposée à la «physique juive», ce qui est lié aux théories de la relativité et aux théories quantiques; En fait, Heisenberg a été fortement attaqué par la presse nazie, l'appelant "Juif blanc".

Sommerfeld avait envisagé de quitter Heisenberg comme un successeur des cours à l'Université de Munich; Cependant, sa tentative de nomination a échoué en raison de l'opposition du mouvement nazi. 

Heisenberg pendant la Seconde Guerre mondiale

Le 1er septembre 1939, le programme d'armes nucléaires allemand a été formée, le même jour que la Seconde Guerre mondiale a commencé. Après plusieurs réunions, Heisenberg a été inclus et placé en tant que directeur administratif.

Du 28 au 28 février 1942, Heisenberg a offert une conférence scientifique aux responsables du Reich sur l'acquisition d'énergie à partir de la fission nucléaire.

De plus, il a expliqué l'énorme potentiel énergétique que ce type d'énergie fournit. Il a affirmé que 250 millions d'électrons pouvaient être libérés par la fission d'un noyau atomique, ils ont donc décidé de mener pleinement l'enquête.

La découverte de la fission nucléaire a été emmenée au centre d'attention allemand. Cependant, le groupe de recherche de Heisenberg n'a pas réussi dans la production d'un réacteur atomique ou d'une bombe.

Certaines références ont présenté Heisenberg comme incompétent. D'autres, au contraire, ont suggéré que le retard avait été à des fins ou que l'effort a été saboté. Ce qui était clair, c'est qu'il y avait des erreurs importantes dans divers points de l'enquête.

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Selon plusieurs références, l'allemand à des transcriptions anglaises révèle que Heisenberg et d'autres collègues étaient heureux que les Alliés aient obtenu la victoire pendant la Seconde Guerre mondiale.

Années d'après-guerre et de mort

Enfin, en 1946, il a repris son poste au Kaiser Wilhelm Institute, qui a été appelé plus tard le Max Planck Institute of Physics. Dans les années d'après-guerre, Heisenberg a assumé des rôles d'administrateur et porte-parole de la science allemande en Allemagne de l'Ouest, en maintenant une position apolitique.

En 1949, il est devenu le premier président du Conseil de recherche allemand dans l'intention de promouvoir la science de son pays au niveau international.

Plus tard, en 1953, il est devenu le président fondateur de la Humboldt Foundation, une organisation financée par le gouvernement qui a accordé des bourses à des universitaires étrangers pour mener des recherches en Allemagne.

À la fin des années 60, Heisenberg a réussi à écrire son autobiographie. Le livre a été publié en Allemagne et des années plus tard, il a été traduit en anglais, puis dans d'autres langues.

Le 1er février 1976, Heisenberg est décédé d'un cancer du rein et de la vésicule biliaire. 

Découvertes et contributions

Mécanique matricielle

Les premiers modèles de mécanique quantique ont été créés par Albert Einstein, Niels Bohr et d'autres scientifiques importants. Plus tard, un groupe de jeunes physiciens a élaboré des théories contraires au classique, basée sur des expériences et non sur l'intuition, en utilisant des langues beaucoup plus précises.

En 1925, Heisenberg a été le premier à effectuer l'une des formulations mathématiques les plus complètes de la mécanique quantique. L'idée de Heisenberg était que, à travers cette équation, les intensités des photons pouvaient être prédites dans les différentes bandes de spectre d'hydrogène.

Cette formulation est basée sur le fait que tout système peut être décrit et mesuré avec des observations et des mesures scientifiques adaptées à la théorie des matrices. En ce sens, les matrices sont des expressions mathématiques pour relier les données d'un phénomène.

Principe d'incertitude

La physique quantique est généralement confuse, car la définie est remplacée par des probabilités. Par exemple, une particule peut être en un endroit ou à un autre, ou même les deux en même temps; Vous ne pouvez calculer votre emplacement que par des probabilités.

Cette confusion quantique pourrait être expliquée grâce au principe d'incertitude de Heisenberg. En 1927, le physicien allemand a expliqué son principe par la mesure de la position et du mouvement d'une particule. Par exemple, l'impulsion d'un objet est sa masse multipliée par sa vitesse.

Compte tenu de ce fait, le principe de l'incertitude indique que vous ne pouvez pas savoir avec certitude absolue la position et le mouvement d'une particule. Heisenberg a déclaré qu'il y avait une limite quant à la façon dont la position et le temps de la particule peuvent être connus, même en utilisant sa théorie.

Pour Heisenberg, si le poste est connu très précisément, vous ne pouvez avoir que des informations limitées sur votre impulsion.

Modèle à neutrons-proton

Le modèle proton-électron a présenté certains problèmes. Bien qu'il soit admis que le noyau atomique est composé de protons et de neutrons, la nature du neutron n'était pas claire.

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Après la découverte du neutron, Werner Heisenberg et le physicien ukrainien Dmitri Vivanenko, ont proposé un modèle de protons et de neutrons pour le noyau, en 1932.

Les documents de Heisenberg abordent une description détaillée des protons et des neutrons dans le noyau par mécanique quantique. A également assumé la présence d'électrons nucléaires en dehors des neutrons et des protons.

Plus précisément, il a supposé que le neutron est un composé de proton-électron, pour lequel il n'y a pas d'explication mécanique quantique.

Alors que le modèle à neutrons-proton a résolu de nombreux problèmes et a déchiffré certaines questions, c'était une difficulté d'expliquer comment les électrons pouvaient émaner du noyau.

Même ainsi, grâce à ces découvertes, l'image de l'atome a changé et a considérablement accéléré les découvertes de la physique atomique.

Pièces

Les principes physiques de la théorie quantique

Les principes physiques de la théorie quantique Il a été publié pour la première fois en 1930 grâce à l'Université de Chicago. 

Le physicien allemand a écrit ce livre avec l'intention de discuter de la mécanique quantique de manière simple, avec peu de langage technique pour fournir une compréhension rapide de cette science.

Le livre a été cité plus de 1.200 fois dans des références et des sources importantes. La structure de l'œuvre repose principalement sur la discussion rapide et simple de la théorie quantique et son principe d'incertitude.

Physique et philosophie

Physique et philosophie Il consistait en un travail fondateur écrit de manière concise en 1958. Dans ce travail, Heisenberg explique les événements de la révolution dans la physique moderne de la base de ses articles et contributions exceptionnels.

Heisenberg a été caractérisé en ayant effectué d'innombrables conférences et conversations sur la physique tout au long de sa carrière scientifique. À cet égard, ce travail est une compilation de tous les pourparlers liés aux découvertes du scientifique allemand: le principe de l'incertitude et du modèle atomique.

Physique et au-delà

Physique et au-delà C'était un livre écrit en 1969, qui raconte l'histoire de l'exploration atomique et de la mécanique quantique de son expérience.

Le livre prend des conversations de discussion entre Heisenberg et d'autres de ses collègues de l'époque sur différents sujets scientifiques. Ce texte comprend des conversations avec Albert Einstein.

L'intention de Heisenberg était que le lecteur puisse avoir l'expérience de sentir qu'il écoute en personne à différents physiciens reconnus, tels que Niels Bohr ou Max Planck, non seulement parlant de la physique, mais d'autres questions liées à la philosophie et à la politique; D'où le titre du livre.

De plus, l'œuvre compte l'émergence de la physique quantique et une description de l'environnement dans lequel ils vivaient, avec des descriptions détaillées des paysages et de leur éducation dans la nature caractéristique de l'époque.

Les références

1. Werner Heisenberg, Richard Beyler (N.d.). Pris de Britannica.com
2. Weiner Heisenberg, célèbre portail scientifiques (n.d.). Pris de scientistes célèbres.org
3. Werner Karl Heisenberg, Portal University of St Andrews, Écosse (N.d.). Tiré des groupes.Dcs.Rester.CA.ROYAUME-UNI
4. Werner Heisenberg, Wikipedia en anglais (n.d.). Pris de wikipedia.org
5. L'incertitude quantique n'est pas toutes dans la mesure, Geoff Brumfiel (2012). Tiré de la nature.com