WERNER HEISENBERG: BIYOGRAFI, KEŞIF, KATKILAR, ESERLER - BILIM - 2025

Werner Heisenberg (1901 - 1976), belirsizlik ilkesini yaratmanın yanı sıra, kuantum mekaniğini matrisler açısından formüle etmeyi başaran adam olarak tanınan bir Alman fizikçi ve filozoftu. Bu keşifler sayesinde 1932'de Nobel Fizik Ödülü'nü kazanmayı başardı.

Ek olarak, diğer araştırmaların yanı sıra türbülanslı akışkanların hidrodinamiği, atom çekirdeği, ferromanyetizma, kozmik ışınlar ve atom altı parçacıkların teorilerine katkı sağladı.

Bundesarchiv, Bild 183-R57262 / BilinmiyorBilinmeyen yazar / CC-BY-SA 3.0, Wikimedia Commons aracılığıyla

II.Dünya Savaşı sırasında Nazi Alman nükleer silah projesine müdahale eden bilim adamlarından biriydi. Savaş sona erdiğinde, Kaiser Willhelm Fizik Enstitüsü müdürü olarak atandı.

Kurum, genişleyip Max Planck Fizik ve Astrofizik Enstitüsü olarak yeniden adlandırıldığı Münih'e taşınana kadar yönetici olarak görev yaptı.

Heisenberg, Alman Araştırma Konseyi, Atom Fiziği Komisyonu, Nükleer Fizik Çalışma Grubu ve Alexander von Humboldt Vakfı'nın başkanıydı.

Biyografi

İlk yıllar ve çalışmalar

Werner Karl Heisenberg, 5 Aralık 1901'de Almanya'nın Würzburg kentinde doğdu. Almanya'nın üniversite sistemindeki tek ortaçağ ve modern Yunan çalışmaları öğretmeni olan klasik diller lise öğretmeni Kaspar Ernst August Heisenberg'in oğluydu. Annesi, Annie Wecklein adında bir kadındı.

1920-1923 yılları arasında Münih'teki Ludwig Maximilian Üniversitesi'nde ve Göttingen'deki Georg-August Üniversitesi'nde fizik ve matematik alanındaki çalışmalarına başladı.

Profesör ve fizikçi Arnold Sommerfeld, en iyi öğrencilerini gözlemledi ve Heisenberg'in Dane Niels Bohr'un anatomik fizik teorilerine olan ilgisini biliyordu; profesör, onu Haziran 1922'de Bohr festivaline götürdü.

Nihayet 1923 yılında, Sommerfeld yönetiminde Münih'te doktorasını aldı ve ertesi yıl habilitasyonunu tamamladı.

Heisenberg'in doktora tezi konusu Sommerfeld'in kendisi tarafından önerildi. Basınç ve akış hızındaki ani değişikliklerle karakterize edilen bir sıvı hareketi modeli olarak görülen türbülans fikrini ele almaya çalıştı.

Daha spesifik olarak, Heisenberg birkaç özel denklem kullanarak kararlılık sorununa yaklaştı. Gençliğinde, bir Alman İzciler derneğinin ve Alman Gençlik Hareketi'nin bir üyesiydi.

Kariyerinin başlangıcı

1924 ve 1927 yılları arasında Heisenberg, Göttingen'de bir privatdozent (üniversite unvanı profesörü) olarak tanındı.

17 Eylül 1924'ten ertesi yılın 1 Mayıs'ına kadar, Rockefeller Vakfı Uluslararası Eğitim Kurulu'nun verdiği hibe sayesinde Danimarkalı fizikçi Niels Bohr ile birlikte araştırma yaptı.

1925'te, altı aylık bir süre boyunca, bir kuantum mekaniği formülasyonu geliştirdi; Alman fizikçiler Max Born ve Pascual Jordan'ın eşlik ettiği oldukça eksiksiz bir matematiksel uygulama.

Heisenberg, Kopenhag'dayken, 1927'de kuantum mekaniğinin matematiksel temelleri üzerinde çalışırken belirsizlik ilkesini geliştirmeyi başardı.

Araştırmasını tamamladıktan sonra 23 Şubat'ta Avusturyalı fizikçi Wolfgang Pauli'ye böyle bir prensibi ilk kez tanımladığı bir mektup yazdı.

Daha sonra, 1928'de Leipzig'de yayınlanan ve Pauli dışlama ilkesini ferromanyetizmanın gizemini çözmek için kullandığı bir makale sundu; aynı yönde ve anlamda manyetik bir düzenleme üreten fiziksel bir fenomen.

1929 yılının başında Heisenberg ve Pauli, göreli kuantum alan teorisinin temellerini atmaya hizmet eden iki makale sundular.

Nobel Ödülü

Werner Heisenberg, bazı meslektaşlarıyla birlikte kuantum alan teorisini oluşturmak için araştırma programını geliştirmeyi başardı, aynı zamanda 1932'de nötronun keşfinden sonra atom çekirdeği teorisi üzerinde çalışmayı da başardı.

Böyle bir projede, daha sonra güçlü kuvvet olarak bilinen erken bir tanımda bir proton-nötron etkileşim modeli geliştirmeyi başardı.

1928'de Albert Einstein, Werner Heisenberg, Max Born ve Pascual Jordan'ı Nobel Fizik Ödülü'ne aday gösterdi. 1932 ödülünün açıklanması Kasım 1933'e ertelendi.

O sırada Heisenberg'in kuantum mekaniğinin yaratılması için 1932 ödülünü kazandığı açıklandı. Heisenberg'in katkısından, hidrojenin allotropik formları keşfedildi: yani basit olan maddelerin farklı atom yapıları.

Nazi saldırıları

1933'te Nobel Barış Ödülü'nü aldığı yıl, Nazi Partisi'nin yükselişini gördü. Nazi politikaları "Aryan olmayanları" dışladı, bu da birçok profesörün görevden alınması anlamına geliyordu: Born, Einstein ve Leipzig'deki diğer Heisenberg meslektaşları.

Heisenberg'in bu tür eylemlere tepkisi sakin, halkın tepkisinden uzaktı çünkü Nazi rejiminin kısa ömürlü olacağını düşünüyordu. Heisenberg hızla kolay bir hedef haline geldi.

Bir grup radikal Nazi fizikçisi, "Yahudi fiziğinin" aksine "Aryan fiziği" fikrini destekledi; bu, görelilik teorileri ve kuantum teorileriyle ilgili bir şeydi; Aslında Heisenberg, Nazi basını tarafından "beyaz Yahudi" olarak nitelendirilerek ağır bir saldırıya uğradı.

Sommerfeld, Heisenberg'i Münih Üniversitesi'ndeki dersler için halefi olarak bırakmayı düşünmüştü; ancak, Nazi hareketinin muhalefeti nedeniyle atama teklifi başarısız oldu. Nazilerin keyfi kararlarından sonra Heisenberg'e acı bir tat kalmıştı.

Heisenberg II.Dünya Savaşı'nda

1 Eylül 1939'da, İkinci Dünya Savaşı'nın başladığı gün, Alman nükleer silah programı oluşturuldu. Birkaç toplantıdan sonra Heisenberg dahil edildi ve Genel Müdür olarak atandı.

26-28 Şubat 1942 tarihleri ​​arasında Heisenberg, Reich yetkililerine nükleer fisyondan enerji elde etme konusunda bilimsel bir konferans verdi.

Ek olarak, bu tür enerjinin sağladığı muazzam enerji potansiyelini açıkladı. 250 milyon volt elektronun bir atom çekirdeğinin bölünmesi yoluyla salınabileceğini iddia etti, bu yüzden araştırmayı yapmak için yola çıktılar.

Nükleer fisyonun keşfi Almanların dikkatini çekti. Bununla birlikte, Heisenberg'in araştırma grubu, bir reaktör veya atom bombası üretmede başarısız oldu.

Bazı referanslar Heisenberg'i yetersiz olarak sundu. Diğerleri, aksine, gecikmenin kasıtlı olduğunu veya çabanın sabote edildiğini öne sürdüler. Açık olan şey, soruşturmanın çeşitli noktalarında önemli hatalar olduğuydu.

Çeşitli referanslara göre, Almanca'dan İngilizceye transkriptler, hem Heisenberg'in hem de diğer meslektaşlarının, İkinci Dünya Savaşı'nda Müttefiklerin galip gelmesinden memnun olduklarını ortaya koyuyor.

Savaş sonrası yıllar ve ölüm

Nihayet 1946'da, kısa süre sonra Max Planck Fizik Enstitüsü olarak yeniden adlandırılan Kaiser Wilhelm Enstitüsü'ndeki görevine devam etti. Savaş sonrası yıllarda Heisenberg, apolitik bir duruş sergileyerek Batı Almanya'da yönetici ve Alman biliminin sözcüsü olarak rol aldı.

1949'da, ülkesinin bilimini uluslararası alanda tanıtmak amacıyla Alman Araştırma Konseyi'nin ilk başkanı oldu.

Daha sonra 1953'te Humboldt Vakfı'nın kurucu başkanı oldu; Almanya'da araştırma yapmaları için yabancı akademisyenlere burs veren, devlet tarafından finanse edilen bir kuruluş.

1960'ların sonunda Heisenberg otobiyografisini yazmayı başardı. Kitap Almanya'da yayınlandı ve yıllar sonra İngilizce'ye ve ardından diğer dillere çevrildi.

1 Şubat 1976'da Heisenberg böbrek ve safra kesesi kanserinden öldü. Ertesi gün, meslektaşları Fizik Enstitüsü'nden evine yürüdü ve efsanevi bilim adamına saygılarını sunmak için ön kapıya mumlar koydular.

Keşifler ve katkılar

Matris Mekaniği

Kuantum mekaniğinin ilk modelleri Albert Einstein, Niels Bohr ve diğer önde gelen bilim adamları tarafından oluşturuldu. Daha sonra, bir grup genç fizikçi, çok daha kesin diller kullanarak, sezgiye değil deneylere dayanarak, klasik teorilerin aksine detaylandırdı.

1925'te Heisenberg, kuantum mekaniğinin en eksiksiz matematiksel formülasyonlarından birini yapan ilk kişi oldu. Heisenberg'in fikri, bu denklem aracılığıyla, hidrojen spektrumunun çeşitli bantlarındaki fotonların yoğunluklarının tahmin edilebileceğiydi.

Bu formülasyon, herhangi bir sistemin matris teorisine göre gözlemler ve bilimsel ölçümlerle tanımlanıp ölçülebilmesi gerçeğine dayanmaktadır. Bu anlamda matrisler, bir fenomenden gelen verileri ilişkilendirmek için kullanılan matematiksel ifadelerdir.

Belirsizlik ilkesi

Kesin olanın yerini olasılıklar aldığından kuantum fiziği genellikle kafa karıştırıcıdır. Örneğin, bir parçacık bir yerde veya başka bir yerde veya hatta aynı anda her ikisinde birden olabilir; konumu ancak olasılıklar aracılığıyla tahmin edilebilir.

Bu kuantum kafa karışıklığı, Heisenberg belirsizlik ilkesi sayesinde açıklanabilir. 1927'de Alman fizikçi, bir parçacığın konumunu ve hareketini ölçerek prensibini açıkladı. Örneğin, bir nesnenin momentumu, kütlesinin hızı ile çarpılmasıdır.

Bu gerçek göz önüne alındığında, belirsizlik ilkesi, bir parçacığın konumunun ve hareketinin mutlak kesinlikle bilinemeyeceğini gösterir. Heisenberg, teorisini kullanarak bile parçacığın konumunun ve momentumunun ne kadar iyi bilinebileceğinin bir sınırı olduğunu iddia etti.

Heisenberg'e göre, konumu çok kesin bir şekilde biliyorsanız, momentumu hakkında yalnızca sınırlı bilgiye sahip olabilirsiniz.

Nötron-proton modeli

Proton elektron modeli bazı problemler ortaya koydu. Atom çekirdeğinin proton ve nötronlardan oluştuğu kabul edilse de nötronun doğası net değildi.

Nötronun keşfinden sonra, Werner Heisenberg ve Sovyet-Ukraynalı fizikçi Dmitri Ivanenko, 1932'de çekirdek için bir proton ve nötron modeli önerdi.

Heisenberg makaleleri, kuantum mekaniği aracılığıyla çekirdek içindeki proton ve nötronların ayrıntılı bir tanımını ele alıyor. Ayrıca nötronlar ve protonlar dışında nükleer elektronların varlığını da varsayıyordu.

Daha spesifik olarak, nötronun bir proton-elektron bileşiği olduğunu varsaydı ve bunun için kuantum mekaniksel bir açıklaması yoktur.

Nötron-proton modeli birçok sorunu çözmesine ve bazı soruları yanıtlamasına rağmen, elektronların çekirdekten nasıl çıkabileceğini açıklamada bir sorun olduğunu kanıtladı. Yine de, bu keşifler sayesinde, atomun görüntüsü değişti ve atom fiziğinin keşiflerini önemli ölçüde hızlandırdı.

oynatır

Kuantum teorisinin fiziksel ilkeleri

Kuantum Teorisinin Fiziksel Prensipleri, ilk olarak 1930'da Chicago Üniversitesi sayesinde yayınlanan Werner Heisenberg tarafından yazılmış bir kitaptı. Daha sonra, 1949'da başarıya ulaşmak için yeni bir sürüm yeniden basıldı.

Alman fizikçi bu kitabı, kuantum mekaniğini basit bir şekilde tartışmak amacıyla, bu bilimin hızlı bir şekilde anlaşılmasını sağlamak için çok az teknik dille yazdı.

Kitap, önemli resmi referanslarda ve kaynaklarda 1.200'den fazla kez alıntılanmıştır. Çalışmanın yapısı temelde kuantum teorisinin ve onun belirsizlik ilkesinin hızlı ve kolay tartışılmasına dayanmaktadır.

Fizik ve felsefe

Fizik ve Felsefe, 1958'de Werner Heisenberg tarafından kısaca yazılan ufuk açıcı bir çalışmadan oluşuyordu. Bu çalışmada Heisenberg, modern fizikteki devrimin olaylarını olağanüstü makaleleri ve katkılarından yola çıkarak açıklıyor.

Heisenberg, bilimsel kariyeri boyunca fizik üzerine sayısız konferans ve konuşma yapmış olmasıyla karakterize edildi. Bu anlamda bu çalışma, Alman bilim adamının keşifleriyle ilgili tüm konuşmaların bir derlemesidir: belirsizlik ilkesi ve atom modeli.

Fizik ve ötesi

Fizik ve Ötesi, 1969'da Werner Heisenberg tarafından yazılan ve atomik keşif ve kuantum mekaniğinin tarihini deneyimlerinden anlatan bir kitaptı.

Kitap, Heisenberg ile dönemin diğer meslektaşları arasındaki farklı bilimsel konulardaki tartışmaları ele alıyor. Bu metin Albert Einstein ile yapılan konuşmaları içerir.

Heisenberg'in niyeti, okuyucunun Niels Bohr veya Max Planck gibi farklı tanınmış fizikçileri, sadece fizik hakkında değil, aynı zamanda felsefe ve politikayla ilgili diğer konular hakkında da dinleme deneyimine sahip olabilmesiydi; dolayısıyla kitabın başlığı.

Ayrıca eser, kuantum fiziğinin ortaya çıkışını ve içinde yaşadıkları çevrenin bir tasvirini, peyzajların ayrıntılı açıklamaları ve zamanın doğası gereği eğitimleriyle birlikte anlatıyor.

Referanslar

1. Werner Heisenberg, Richard Beyler, (nd). Britannica.com'dan alınmıştır
2. Weiner Heisenberg, Ünlü Bilim Adamları Portalı, (nd). Famousscientists.org'dan alınmıştır.
3. Werner Karl Heisenberg, Portal University of St Andrews, İskoçya, (nd). Groups.dcs.st-and.ac.uk adresinden alınmıştır
4. Werner Heisenberg, Wikipedia'da İngilizce, (nd). Wikipedia.org'dan alınmıştır
5. Kuantum belirsizliği, ölçümde hepsi değil, Geoff Brumfiel, (2012). Nature.com'dan alınmıştır