WERNER HEISENBERG: BIOGRAFI, PENEMUAN, SUMBANGAN, KARYA - SAINS - 2025

Werner Heisenberg (1901 - 1976) adalah seorang ahli fizik dan ahli falsafah Jerman yang terkenal sebagai orang yang berjaya merumuskan mekanik kuantum dari segi matriks, selain mewujudkan prinsip ketidakpastian. Berkat penemuan ini, dia berjaya memenangi Hadiah Nobel dalam Fizik pada tahun 1932.

Di samping itu, dia memberikan sumbangan dengan teori hidrodinamik cecair turbulen, nukleus atom, feromagnetisme, sinar kosmik, dan zarah subatom, antara lain penyelidikan.

Bundesarchiv, Bild 183-R57262 / Tidak diketahui Pengarang tidak diketahui / CC-BY-SA 3.0, melalui Wikimedia Commons

Dia adalah salah seorang saintis yang akan campur tangan dalam projek senjata nuklear Jerman Nazi semasa Perang Dunia II. Ketika perang berakhir, dia dilantik sebagai pengarah Institut Fizik Kaiser Willhelm.

Dia berkhidmat sebagai pengarah sehingga institusi itu pindah ke Munich, di mana ia berkembang dan dinamakan semula sebagai Institut Max Planck untuk Fizik dan Astrofizik.

Heisenberg adalah presiden Majlis Penyelidikan Jerman, Suruhanjaya Fizik Atom, Kumpulan Kerja Fizik Nuklear, dan presiden Yayasan Alexander von Humboldt.

Biografi

Tahun-tahun awal dan pengajian

Werner Karl Heisenberg dilahirkan pada 5 Disember 1901 di Würzburg, Jerman. Dia adalah anak Kaspar Ernst August Heisenberg, seorang guru sekolah menengah bahasa klasik yang menjadi satu-satunya guru pengajian Yunani abad pertengahan dan moden di sistem universiti. Ibunya adalah seorang wanita bernama Annie Wecklein.

Dia memulakan pengajiannya dalam bidang fizik dan matematik di Ludwig Maximilian University di Munich dan Universiti Georg-August di Göttingen antara tahun 1920 dan 1923.

Profesor dan ahli fizik, Arnold Sommerfeld, memerhatikan pelajar terbaiknya dan mengetahui minat Heisenberg terhadap teori fizik anatomi dari Niels Bohr Denmark; profesor membawanya ke festival Bohr pada bulan Jun 1922.

Akhirnya, pada tahun 1923, dia mendapat gelar doktor di Munich di bawah Sommerfeld dan menyelesaikannya pada tahun berikutnya.

Subjek tesis doktoral Heisenberg dicadangkan oleh Sommerfeld sendiri. Dia berusaha menangani idea pergolakan yang dilihat sebagai pola pergerakan bendalir yang dicirikan oleh perubahan tekanan dan kecepatan aliran secara tiba-tiba.

Lebih khusus lagi, Heisenberg mendekati masalah kestabilan dengan menggunakan beberapa persamaan tertentu. Semasa mudanya, dia adalah anggota sebuah persatuan Pengakap Jerman dan sebahagian dari Gerakan Belia Jerman.

Permulaan kerjayanya

Antara tahun 1924 dan 1927, Heisenberg terkenal sebagai privatdozent (gelaran profesor universiti), di Göttingen.

Dari 17 September 1924 hingga 1 Mei tahun berikutnya, dia melakukan penyelidikan bersama dengan ahli fizik Denmark, Niels Bohr, berkat bantuan dari Lembaga Pendidikan Antarabangsa Rockefeller Foundation.

Pada tahun 1925, dalam jangka masa enam bulan, ia mengembangkan formulasi mekanik kuantum; pelaksanaan matematik yang cukup lengkap, disertai oleh ahli fizik Jerman Max Born dan Pascual Jordan.

Semasa di Copenhagen, pada tahun 1927 Heisenberg berjaya mengembangkan prinsip ketidakpastiannya, sambil mengerjakan asas matematik mekanik kuantum.

Setelah menyelesaikan penyelidikannya, pada 23 Februari, dia menulis sepucuk surat kepada ahli fizik Austria Wolfgang Pauli, di mana dia menerangkan prinsip tersebut untuk pertama kalinya.

Kemudian, pada tahun 1928, dia menawarkan sebuah artikel yang diterbitkan di Leipzig di mana dia menggunakan prinsip pengecualian Pauli untuk menyelesaikan misteri feromagnetisme; fenomena fizikal yang menghasilkan susunan magnet dalam arah dan pengertian yang sama.

Pada awal tahun 1929, Heisenberg dan Pauli mengemukakan dua makalah yang berfungsi untuk meletakkan asas teori medan kuantum relativistik.

hadiah Nobel

Werner Heisenberg tidak hanya berhasil mengembangkan program penyelidikan untuk membuat teori medan kuantum bersama dengan beberapa rakannya, tetapi dia juga berhasil mengerjakan teori inti atom setelah penemuan neutron pada tahun 1932.

Dalam projek seperti itu, dia berhasil mengembangkan model interaksi proton-neutron dalam keterangan awal yang kemudian dikenal sebagai kekuatan kuat.

Pada tahun 1928, Albert Einstein mencalonkan Werner Heisenberg, Max Born, dan Pascual Jordan untuk Hadiah Nobel dalam Fizik. Pengumuman penghargaan 1932 ditangguhkan sehingga November 1933.

Pada masa inilah diumumkan bahawa Heisenberg telah memenangi hadiah tahun 1932 untuk penciptaan mekanik kuantum. Dari sumbangan Heisenberg, hidrogen bentuk allotropic telah dijumpai: iaitu struktur atom zat yang berbeza.

Serangan Nazi

Pada tahun yang sama ketika dia menerima Hadiah Nobel Keamanan pada tahun 1933, dia melihat kebangkitan Parti Nazi. Dasar Nazi mengecualikan "orang bukan Aryan", yang bermaksud pemecatan banyak profesor, termasuk: Born, Einstein dan rakan-rakan Heisenberg yang lain di Leipzig.

Tanggapan Heisenberg terhadap tindakan sedemikian tenang, menjauhkan diri daripada kemarahan orang ramai kerana dia berpendapat rejim Nazi akan berumur pendek. Heisenberg dengan cepat menjadi sasaran mudah.

Sekumpulan ahli fizik Nazi radikal mempromosikan idea "fizik Arya" berbanding dengan "fizik Yahudi", yang berkaitan dengan teori relativiti dan teori kuantum; sebenarnya, Heisenberg diserang oleh akhbar Nazi, memanggilnya "Yahudi putih."

Sommerfeld telah mempertimbangkan untuk meninggalkan Heisenberg sebagai penggantinya untuk kelas di University of Munich; namun, tawarannya untuk pelantikan itu gagal kerana ditentang oleh gerakan Nazi. Heisenberg ditinggalkan dengan rasa pahit setelah keputusan sewenang-wenang Nazi.

Heisenberg dalam Perang Dunia II

Pada 1 September 1939, program senjata nuklear Jerman dibentuk, pada hari yang sama dengan Perang Dunia II. Selepas beberapa pertemuan, Heisenberg dimasukkan dan ditempatkan sebagai Pengarah Urusan.

Dari 26 hingga 28 Februari 1942, Heisenberg memberikan kuliah ilmiah kepada pegawai Reich mengenai pemerolehan tenaga dari pembelahan nuklear.

Di samping itu, dia menjelaskan mengenai potensi tenaga yang sangat besar yang disediakan oleh tenaga jenis ini. Dia mendakwa bahawa 250 juta volt elektron dapat dilepaskan melalui pembelahan inti atom, jadi mereka berangkat untuk melakukan penyelidikan.

Penemuan pembelahan nuklear dibawa ke sorotan Jerman. Namun, kumpulan penyelidikan Heisenberg tidak berjaya menghasilkan reaktor atau bom atom.

Beberapa rujukan telah mengemukakan Heisenberg sebagai tidak cekap. Sebaliknya, yang lain menyatakan bahawa penundaan itu dilakukan dengan sengaja atau usaha itu disabotaj. Yang jelas adalah terdapat banyak kesalahan pada berbagai titik dalam penyelidikan.

Menurut pelbagai rujukan, transkrip dari Jerman ke Inggeris menunjukkan bahawa kedua-dua Heisenberg dan rakan-rakannya gembira bahawa Sekutu berjaya dalam Perang Dunia II.

Tahun dan kematian selepas perang

Akhirnya pada tahun 1946, dia kembali menyandang jawatannya di Kaiser Wilhelm Institute, yang tidak lama kemudian diubah namanya menjadi Max Planck Institute for Physics. Pada tahun-tahun selepas perang, Heisenberg memegang peranan sebagai pentadbir dan jurucakap sains Jerman di Jerman Barat, dengan mempertahankan sikap apolitik.

Pada tahun 1949, dia menjadi presiden pertama Majlis Penyelidikan Jerman dengan tujuan untuk mempromosikan sains negaranya ke peringkat antarabangsa.

Kemudian, pada tahun 1953, dia menjadi presiden pengasas Yayasan Humboldt; sebuah organisasi yang dibiayai oleh kerajaan yang memberikan biasiswa kepada sarjana asing untuk menjalankan penyelidikan di Jerman.

Pada akhir 1960-an, Heisenberg berjaya menulis autobiografinya. Buku ini diterbitkan di Jerman dan beberapa tahun kemudian ia diterjemahkan ke dalam bahasa Inggeris, dan kemudian ke bahasa lain.

Pada 1 Februari 1976, Heisenberg meninggal kerana barah dan pundi hempedu. Keesokan harinya, rakan-rakannya berjalan-jalan dari Institut Fizik ke rumahnya, meletakkan lilin di pintu depan untuk memberi penghormatan kepada saintis legenda itu.

Penemuan dan sumbangan

Mekanik Matrik

Model pertama mekanik kuantum ditubuhkan oleh Albert Einstein, Niels Bohr, dan saintis terkemuka lain. Kemudian, sekumpulan ahli fizik muda mengembangkan teori yang bertentangan dengan klasik, berdasarkan eksperimen dan bukan pada intuisi, menggunakan bahasa yang lebih tepat.

Pada tahun 1925, Heisenberg adalah yang pertama membuat salah satu rumusan matematik mekanik kuantum yang paling lengkap. Idea Heisenberg adalah bahawa melalui persamaan ini, intensitas foton dalam pelbagai jalur spektrum hidrogen dapat diramalkan.

Rumusan ini berdasarkan fakta bahawa mana-mana sistem dapat digambarkan dan diukur dengan pemerhatian dan pengukuran saintifik mengikut teori matriks. Dalam pengertian ini, matriks adalah ungkapan matematik untuk mengaitkan data dari suatu fenomena.

Prinsip ketidaktentuan

Fizik kuantum sering membingungkan, kerana yang pasti diganti dengan kebarangkalian. Sebagai contoh, zarah boleh berada di satu tempat atau di tempat lain, atau di kedua-duanya pada masa yang sama; lokasinya hanya dapat dianggarkan dengan kebarangkalian.

Kekeliruan kuantum ini dapat dijelaskan berkat prinsip ketidakpastian Heisenberg. Pada tahun 1927, ahli fizik Jerman menjelaskan prinsipnya dengan mengukur kedudukan dan gerakan zarah. Contohnya, momentum objek adalah jisimnya dikalikan dengan kelajuannya.

Mengingat fakta ini, prinsip ketidakpastian menunjukkan bahawa kedudukan dan pergerakan zarah tidak dapat diketahui dengan pasti. Heisenberg mendakwa bahawa ada batasan seberapa baik kedudukan dan momentum zarah dapat diketahui, bahkan dengan menggunakan teorinya.

Bagi Heisenberg, jika anda mengetahui kedudukannya dengan tepat, anda hanya boleh mempunyai maklumat terhad mengenai momentumnya.

Model proton Neutron

Model proton-elektron mengemukakan masalah tertentu. Walaupun diterima bahawa inti atom terdiri dari proton dan neutron, sifat neutron tidak jelas.

Setelah penemuan neutron, Werner Heisenberg dan ahli fizik Soviet-Ukraine Dmitri Ivanenko, mencadangkan model proton dan neutron untuk nukleus, pada tahun 1932.

Makalah Heisenberg membahas penerangan terperinci mengenai proton dan neutron dalam nukleus melalui mekanik kuantum. Ia juga menganggap adanya elektron nuklear selain dari neutron dan proton.

Lebih khusus lagi, dia menganggap bahawa neutron adalah sebatian proton-elektron, yang tidak ada penjelasan mekanik kuantum.

Walaupun model neutron-proton menyelesaikan banyak masalah dan menjawab pertanyaan-pertanyaan tertentu, ia membuktikan masalah dalam menjelaskan bagaimana elektron dapat keluar dari inti. Namun, berkat penemuan ini, imej atom berubah dan mempercepat penemuan fizik atom.

Main

Prinsip fizikal teori kuantum

Prinsip Fizik Teori Kuantum adalah sebuah buku yang ditulis oleh Werner Heisenberg, pertama kali diterbitkan pada tahun 1930 terima kasih kepada University of Chicago. Kemudian, pada tahun 1949, versi baru dicetak semula untuk berjaya.

Ahli fizik Jerman menulis buku ini dengan tujuan untuk membincangkan mekanik kuantum dengan cara yang mudah, dengan sedikit bahasa teknikal untuk memberikan pemahaman yang cepat mengenai sains ini.

Buku ini telah dipetik lebih daripada 1,200 kali dalam rujukan dan sumber rasmi yang penting. Struktur karya pada asasnya berdasarkan perbincangan teori kuantum yang cepat dan mudah dan prinsip ketidakpastiannya.

Fizik dan falsafah

Fizik dan Falsafah terdiri daripada karya mani yang ditulis oleh Werner Heisenberg pada tahun 1958. Dalam karya ini, Heisenberg menerangkan peristiwa revolusi dalam fizik moden dari asas artikel dan sumbangannya yang luar biasa.

Heisenberg dicirikan dengan mengadakan banyak ceramah dan ceramah mengenai fizik sepanjang kerjaya ilmiahnya. Dalam pengertian ini, karya ini adalah penyusunan semua perbincangan yang berkaitan dengan penemuan saintis Jerman: prinsip ketidakpastian dan model atom.

Fizik dan seterusnya

Physics and Beyond adalah sebuah buku yang ditulis oleh Werner Heisenberg pada tahun 1969, yang menceritakan sejarah eksplorasi atom dan mekanik kuantum dari pengalamannya.

Buku ini memuat perbincangan perbahasan antara Heisenberg dan rakan-rakannya yang lain pada masa ini mengenai subjek ilmiah yang berbeza. Teks ini merangkumi perbualan dengan Albert Einstein.

Hasrat Heisenberg adalah agar pembaca dapat memiliki pengalaman mendengarkan secara langsung kepada ahli fizik yang dikenali, seperti Niels Bohr atau Max Planck, tidak hanya berbicara tentang fizik, tetapi juga mengenai topik lain yang berkaitan dengan falsafah dan politik; oleh itu tajuk buku.

Di samping itu, karya ini menceritakan kemunculan fizik kuantum dan perihalan persekitaran di mana mereka tinggal, dengan penerangan terperinci mengenai lanskap dan pendidikan mereka dalam sifat semula jadi pada masa itu.

Rujukan

1. Werner Heisenberg, Richard Beyler, (nd). Diambil dari Britannica.com
2. Weiner Heisenberg, Portal Saintis Terkenal, (nd). Diambil dari terkenalscientists.org
3. Werner Karl Heisenberg, Portal University of St Andrews, Scotland, (nd). Diambil dari groups.dcs.st-and.ac.uk
4. Werner Heisenberg, Wikipedia dalam Bahasa Inggeris, (nd). Diambil dari Wikipedia.org
5. Ketidakpastian kuantum tidak semua dalam pengukuran, Geoff Brumfiel, (2012). Diambil dari nature.com