Wprowadzenie

Wierzę w to, że gdyby nie on i jego odkrycia to nie byłoby mechaniki kwantowej, a przynajmniej rozwój tej dziwnej gałęzi fizyki byłby znacznie wolniejszy. A więc, Werner Heisenberg - jako jeden z uczestników piątego Kongresu Solvaya - może być nazywany ojcem założycielem mechaniki kwantowej. Czy słyszeliście kiedykolwiek o tej dziwacznej zasadzie nieoznaczoności? To także odkrył on. Zabawnym faktem jest natomiast to, że jego życie nie było mniej tajemnicze niż ta zasada!

^{źródło: Wikipedia}

Młodość

Werner Heisenberg urodził się piątego grudnia 1901 roku w Würzburgu. Jego ojciec - August Heisenberg - był profesorem filologii greckiej. Już w czasach szkolnym młody naukowiec zadziwiał swoich nauczycieli zdolnościami matematycznymi. W 1923 roku zaś uzyskał stopień doktora fizyki na Uniwersytecie w Monachium z pracą dyplomową na temat hydrodynamiki.

Zasada nieoznaczoności

W 1927 roku, czyli w tym samym w którym miał miejsce znany nam piąty Kongres Solvaya, Werner Heisenberg przedstawił swoją słynną zasadę nieoznaczoności, której treść jest następująca:

Im precyzyjniej badamy położenie cząstki, tym mniej precyzyjnie możemy poznać jej pęd.
^Wikiquote

Dzieje się jednak to w tak małej skali, że nie doświadczamy tego na codzień. Nierówność opisująca tą zasadę wygląda następująco:

^{źródło: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu}

Fajny przykład działania zasady nieoznaczoności można znaleźć na kanale youtubowym Varitasium:

Jako, że filmik jest po angielsku, postaram się w paru słowach opisać co się tam dzieje. Jak można zauważyć na nagraniu, w pewnym momencie zmniejszania rozmiaru szparki, przez którą pada promiowanie lasera, jego rozmiar na ścianie zamiast się zwężać staje się coraz bardziej szeroki. Jest to właśnie efektem działania zasady nieoznaczoności, jak popatrzymy na nierówność ją opisującą zauważymy, że jeśli dokładność pomiaru pozycji cząstki (w tym przypadku fotonu) się zwiększa (a tak się dzieje, ponieważ zmniejszamy przestrzeń, w której cząstka może się znajdować) to w pewnym momencie - aby nierówność została zachowana - niepewność pomiaru pędu cząstki musi się zwiększać (widzimy to na ścianie).

Popularnym błędnym przekonaniem na temat zasady nieoznaczoności Heisenberga jest to, że jest ona efektem niewystarczająco precyzyjnych przyrządów pomiarowych. "Nic bardziej mylnego", nawet jeśli mielibyśmy perfekcyjnie dokładne narzędzia, to ta zasada by działała, ponieważ to jest sposób, w jaki działa nasz świat! A czemu on tak dziwnie działa możecie zapytać - odpowiedź w sekcji odniesień, niestety również po angielsku. Mogę powiedzień, że winny temu jest dualizm korpuskularno-falowy.

Nagroda Nobla

Dziesięć lat po uzyskaniu stopnia doktora, Werner Heisenberg wygrał nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki "za stworzenie mechaniki kwantowej, zastosowanie której doprowadziło, między innymi, do odkrycia alotropowych form wodoru". Ciekawe jest to, że Heisenberg powinien otrzymać tą nagrodę już w 1932 roku, jednak ogłoszenie laureata zostało opóźnione do 1933 roku.

Nazistowski program atomowy

Podczas 2 Wojny Swiatowej Werner Heisenberg był liderem niemieckich badań jądrowych. Cel był jasny - stworzenie bomby atomowej. Jak prawdopodobnie wiecie - Niemcom nie udało się jej zbudować podczas wojny. Faktem jest także, że w USA Projekt Manhattan zakończył się sukcesem. Dlaczego? Jednym z powodów jest z pewnością to, że Niemcy były izolowane i nie było tam wielu bardzo dobrych naukowców, dużo zostało zmuszonych do opuszczenia Rzeszy jeszcze przed wojną. No ale Heisenberg był wielkim fizykiem, nie możecie powiedzieć, że nie był. Niektórzy mówią, że Heisenberg sabotował program. Czy to prawda? Tego już się chyba nigdy nie dowiemy. Kluczem do odpowiedzi na to pytanie byłoby z pewnością poznanie treści rozmowy Wernera z Nielsem Bohrem w Kopenhadze w 1941 roku.

Wojna zbliżała się do końca. W ostatnim roku wojny - 1945 - Heisenberg podczas jazdy rowerem został zatrzymany przez amerykański wywiad wojskowy i został internowany w Wielkiej Brytanii.

Późniejsze lata

Krótko po tym, jak Heisenberg został zwolniony, udał się z powrotem do Niemiec, gdzie kontynuował swoje badania nad kwantową teorią pola. Werner był również jednym z głównych zwolenników dołączenia Niemiec do budowy CERNu. W 1970 roku odszedł na emeryturę kończąc swoją rolę dyrektora w Instytucie Maxa Plancka. Sześć lat później w Monachium zmarł.

^{źródło: Wikimedia}

Podsumowanie

Werner Heisenberg był kluczową postacią w rozwoju mechaniki kwantowej i dostał za to nagrodę Nobla. Był również zwolennikiem interpretacji Kopenhaskiej. Podaczs 2 Wojny Światowej, prowadził nazistowski program atomowy, ale nie wiemy, czy sabotował go czy nie. Po wojnie Heisenberg był jednym z czołowych fizyków w Niemczech.

Odniesienia:

więcej o Wernerze Heisenberg: nobelprize.org i Brittanica
więcej o zasadzie nieoznaczoności: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu

_{0. Przeładowanie IQ: the story of one photo

1. Przeładowanie IQ: Maria Skłodowska-Curie

2. Przeładowanie IQ: Niels Bohr

3. Przeładowanie IQ: Albert Einstein

4. Przeładowanie IQ: Werner Heisenberg (ten post)}

[PL] #4 Przeładowanie IQ: Werner Heisenberg