Werner Karl Heisenberg

Biografia • Principi e incertezze

Nato il 5 dicembre 1901 a Wurzburg (Germania) Werner Karl Heisenberg frequentò la scuola a Monaco e entrò all'Università di Monaco. Là lui e il suo compagno di studi Pauli, studiarono fisica sotto Sommersfeld. Dopo aver completato il suo corso di laurea continuò a studiare per il suo dottorato presentando la sua dissertazione di dottorato nel 1923 sulla turbolenza nelle correnti fluide.

Heisenberg, come Pauli aveva fatto poco tempo prima, andò da Monaco all'Università di Gottingen dove studiò sotto Max Born. Nel 1924 andò all'Istituto di Fisica Teoretica a Copenhagen dove studiò sotto Niels Bohr. Una serie di letture di Niels Bohr lo convinse a lavorare sulla teoria quantistica.

Heisenberg più tardi scrisse: "Presi l'ottimismo da Sommersfeld, la matematica a Gottingen e la fisica da Bohr".

Nel 1927 a Heisenberg fu assegnata una cattedra all'Università di Leipzig. Stava per accettare questo posto quando nel 1941 fu fatto direttore dell'Istituto Kaiser Wilhelm per la Fisica a Berlino.

Heisenberg svolse lavoro importante sul nucleare e sulla fisica delle particelle, ma il suo lavoro più importante fu sulla meccanica quantistica.

Heisenberg inventò la meccanica a matrice, la prima versione di meccanica quantistica, nel 1925. Non inventò questi concetti come un'algebra a matrice, comunque preferì concentrarsi su un set di ampiezze quantificate di probabilità. Queste ampiezze formavano un'algebra non commutativa. Furono Max Born e Pascual Jordan a Gottingen che riconobbero questa algebra non commutativa come un'algebra a matrice.

La meccanica a matrice fu più tardi sviluppata in un fascicolo a tre autori da Heisenberg, Born e Jordan pubblicato nel 1926. Heisenberg pubblicò "I Principi Fisici della Teoria Quantistica" nel 1928. Nel 1932 ricevette il Premio Nobel per la fisica per questo lavoro.

Heisenberg è meglio conosciuto per il "Principio di Incertezza" che scoprì nel 1927. Fu nel 1927 che Heisenberg frequentò la Conferenza Solvay a Bruxelles. Scrisse nel 1969: "A quelli di noi che parteciparono allo sviluppo della teoria atomica, i cinque anni seguenti la Conferenza Solvay a Bruxelles nel 1927 sembrarono così meravigliosi che parlammo spesso di quelli come l'era d'oro della fisica atomica. I grandi ostacoli che avevano occupato tutti i nostri tentativi negli anni precedenti furono chiariti; l'ingresso a un campo del tutto nuovo, la meccanica quantistica dei gusci atomici era del tutto aperto, e frutti freschi sembravano pronti per essere raccolti".

Negli anni 30 Heisenberg e Pauli usarono una realizzazione quantica dello spazio nei loro calcoli a graticcio. Heisenberg sperava che questa proprietà matematica portasse a una proprietà fondamentale della natura con una lunghezza fondamentale come una delle costanti della natura.

Nel 1932 Heisenberg scrisse un foglio tripartito che descrive il moderno disegno del nucleo di un atomo. Trattò la struttura dei vari componenti nucleari discutendo le loro energie di legame e la loro stabilità. Questi fogli aprirono la strada a altri per applicare la teoria quantistica al nucleo atomico. Durante la Seconda Guerra Mondiale condusse il progetto senza successo dell'arma nucleare tedesca. Lavorò con Otto Hahn, uno degli scopritori della fissione nucleare, sullo sviluppo di un reattore nucleare, ma fallì nello sviluppo di un effettivo programma per armi nucleari. Se questo fosse a causa di una mancanza di risorse o una mancanza di desiderio di porre armi nucleari nelle mani dei nazisti, non è chiaro.

Dopo la guerra Heisenberg fu imprigionato con altri importanti scienziati tedeschi. Comunque ritornò in Germania nel 1946 quando fu nominato direttore dell'Istituto Max Planck per la Fisica e l'Astrofisica a Gottingen. Nel 1958 l'Istituto si spostò a Monaco e Heisenberg continuò come suo direttore. Fu anche interessato nella filosofia della fisica e scrisse "Fisica e Filosofia" (1962) e "Fisica e Dintorni" (1971).

Werner Karl Heisenberg morì a Monaco il giorno 1 febbraio 1976, all'età di 74 anni.