Σας καλωσορίζουμε στην ιστοσελίδα μας... Willkommen auf unserer Website... Welcome to our website...

Σάββατο, Φεβρουαρίου 01, 2020

Σαν σήμερα... 1η Φλεβάρη 1976, πέθανε ο Γερμανός θεωρητικός φυσικός Χάιζενμπεργκ Βέρνερ (Heisenberg Werner) (1901 - 1976 κ.ε), ένας επιστήμονας με τεράστια προσφορά στην ανάπτυξη και θεμελίωση της κβαντικής φυσικής...

Ο Heisenberg Werner (Χάιζενμπεργκ Βέρνερ) ξεκίνησε τις πανεπιστημιακές του σπουδές,
το 1920, στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου (Munich), σπουδάζοντας φυσική και μαθηματικά,
έχοντας καθηγητές, τους Arnold Sommerfeld (1868 - 1951 κ.ε) και Wilhelm Wien (1864 -
1928 κ.ε).
Συνεχίζοντας τις σπουδές του στο Πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν (Gottingen), ευτύχησε να
έχει καθηγητές, στη μεν φυσική, τον Max Born (1882 - 1970 κ.ε) και τον James Franck
(1882 - 1964 κ.ε), στα δε μαθηματικά, τον σπουδαίο μαθηματικό της εποχής, David Hilbert
(1862 - 1943 κ.ε).
Το 1922, όντας φοιτητής, συναντήθηκε με τον Niels Bohr, στα πλαίσια ενός επιστημονικού
συνεδρίου. Η αρχική αυτή συ-νάντηση, αλλά και οι μετέπειτα συνεχείς επαφές τους, υπήρ-
ξαν καθοριστικές για την πορεία και εξέλιξη του Heisenberg, καθώς οι ιδέες του Bohr για
τη νέα φυσική θεωρία της κβαντομηχανικής, είχαν τεράστια επίδραση στη γενικότερες
απόψεις του.
Πολύ σύντομα, μόλις το 1923, ο νεαρός Heisenberg, τελείωσε τις σπουδές του και το 1924,
διορίστηκε υφηγητής και βοηθός του Born, στο τμήμα φυσικής του Πανεπιστημίου του
Γκέτινγκεν.

Από τις 17 Σεπτέμβρη του 1924, έως την 1η Μάη του 1925, στα πλαίσια μιας διεθνούς υποτ- ροφίας, μετέβει στο Ινστιτούτο Ατομικής Φυσικής της Κοπεγχάγης (Copenhagen), όπου
διευθυντής ήταν ο Niels Bohr και εργάστηκε δίπλα του.
Από πολύ νωρίς, ήδη από το 1921, μπήκε στο πνεύμα της κβαντικής φυσικής, η οποία δεν
ήταν ακόμη μια ολοκληρωμένη θεωρία και προσπάθησε να δώσει συνδυαστικές λύσεις σε
σημαντικά προβλήματα, όπως το φαινόμενο Zeeman, με βάση το οποίο, κατά τη παρου-
σία ενός μαγνητικού πεδίου (magnetic field), τα ενεργειακά επίπεδα των ατόμων, των ιόν-
των και των μορίων, διαχωρίζονται σε περισσότερα από ένα επίπεδα. Αυτό αναγκάζει τις
φασματικές γραμμές εκπομπής να διαχωριστούν επίσης σε περισσότερες από μια γραμμές,
με τον αριθμό των διαχωρισμών να είναι ανάλογος με την ισχύ του μαγνητικού πεδίου.
Αυτό ονομάζεται φαινόμενο Zeeman και η αντίστοιχη αύξηση στον αριθμό των φασματικών
γραμμών καλείται διαχωρισμός Zeeman. Κατά συνέπεια, έτσι μπορούμε να συμπεράνουμε
την παρουσία μαγνητικών πεδίων, εάν βλέπουμε στο φάσμα το διαχωρισμό Zeeman και
μπορούμε να μετρήσουμε την ισχύ του πεδίου, με την ποσοτική μέτρηση των γραμμών,
λόγω του φαινομένου Zeeman.
Το φαινόμενο αυτό, ανακάλυψε ο Ολλανδός φυσικός Pieter Zeeman (1865 - 1943 κ.ε) και
 γι αυτή τη σημαντική  ανακάλυψη, τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ (Nobel prize) φυσικής,
το 1902, το οποίο μοιράστηκε με τον επίσης Ολλανδό φυσικό Hendrik Antoon Lorentz (1853 - 1928 κ.ε).


Το 1925, ο Heisenberg δημοσίευσε στο περιοδικό Zeitschrift fur Physik, μια εργασία πάνω
στη κβαντομηχανική, η οποία οδήγησε στην ανακάλυψη αλλοτροπικών μορφών υδρογόνου.
Χρησιμοποίησε τις αρχές της μηχανικής των μητρών (πινάκων) για την ερμηνεία της διπλής
μορφής τού ατομικού φάσματος του ηλίου (He), δηλαδή του γεγονότος ότι αυτό αποτελεί-
ται στην πραγματικότητα από δύο επιμέρους φάσματα, αναλόγως αν τα spin των ηλεκτρο-
νίων των ατόμων του, είναι παράλληλα ή αντιπαράλληλα, προβλέποντας ότι και τα μόρια
τού υδρογόνου θα πρέπει να παρουσιάζουν ανάλογη συμπεριφορά.
Η νέα θεωρία του βασίστηκε μόνο σε αυτό που μπορεί να παρατηρηθεί, δηλαδή, στη ακτι-
νοβολία που εκπέμπεται από το άτομο. Δεν μπορούμε, έλεγε, να αναθέσουμε πάντα σε ένα ηλεκτρόνιο μια θέση στο χώρο σε μία δεδομένη στιγμή, ούτε να το ακολουθήσουμε στην
τροχιά του, έτσι ώστε δεν μπορούμε να υποθέσουμε ότι οι πλανητικές τροχιές που τίθενται
από την θεωρία του Niels Bohr, υπάρχουν πραγματικά.
Οι μηχανικές ποσότητες, όπως είναι η θέση, η ταχύτητα, κλπ, πρέπει να αντιπροσωπευθούν, όχι από τους συνηθισμένους αριθμούς, αλλά από τις αφηρημένες μαθηματικές δομές που
τις αποκάλεσε μήτρες (πίνακες) και έτσι διατύπωσε τη νέα θεωρία του, διατυπωμένη με
τη μορφή εξισώσεων μητρών.
Το Μάη του 1926, ο 25χρονος τότε Heisenberg, διορίστηκε καθηγητής στο Πανεπιστήμιο
της Κοπεγχάγης και έγινε βοηθός του Bohr. Η πανεπιστημιακή του καταξίωση, ήταν πια
γεγονός. Την επόμενη χρονιά, ανέλαβε την έδρα της θεωρητικής φυσικής στο Πανεπιστή-
μιο της Λειψίας (Leipsic).
Το 1927, ο Heisenberg, παρακινούμενος από τις συζητήσεις του, με το Niels Bohr, για την
αρχή της συμπληρωματικότητας, διατύπωσε ένα νέο αξίωμα, το οποίο με την πάροδο του
χρόνου έγινε βασικό αξίωμα της Κβαντικής θεωρίας. Πρόκειται για την αρχή της αβεβαι-
ότητας ή απροσδιοριστίας. Η θεώρηση του Heisenberg, βασίστηκε μόνο σε αυτό που
μπορεί να παρατηρηθεί, δηλαδή, στην ακτινοβολία που εκπέμπεται από το άτομο.
Υποστήριξε πως δεν μπορούμε να μετρήσουμε ταυτόχρονα τη θέση και την ορμή 
ενός σωματιδίου, με όση ακρίβεια επιθυμούμε, ασχέτως εάν τα όργανα μέτρη-
σης που χρησιμοποιούμε είναι πολύ ακριβή. Έτσι κατέληξε, πως το γινόμενο των
αβεβαιοτήτων θέσης (Δx) και ορμής (Δp), δεν μπορεί να είναι μικρότερο από τη σταθερά
του Planck (h), δηλαδή η συγκεκριμένη εξίσωση παίρνει την μορφή, Δx Δp > h/2π.
Με απλά λόγια, όσο πιο αυστηρά καθορισμένη είναι η θέση ενός σωματιδίου, τόσο μεγαλύ-
τερη είναι η αβεβαιότητα στην ορμή του.
Η αρχή της απροσδιοριστίας έδωσε μια εντελώς νέα ερμηνεία για το φυσικό κόσμο, όπως
ότι κύμα και σωματίδιο είναι διαφορετικές θεωρήσεις του ίδιου πράγματος, καθώς και την
ουσιαστική εξήγηση της σταθερότητας της ύλης.
Σε αντίθεση λοιπόν με τον μέχρι τότε, κυρίαρχο νόμο της αιτιότητας της κλασι-
κής φυσικής, τώρα, σύμφωνα με την αρχή της αβεβαιότητας ή απροσδιοριστίας, 
υπάρχουν γεγονότα των οποίων η εκδήλωση δεν υπαγορεύεται από κάποια αιτία, καθιερώνεται δηλαδή η τυχαιότητα των γεγονότων.

Το 1932, στον Werner Heisenberg απονεμήθηκε, για την προσφορά του στην καθιέρωση
της κβαντομηχανικής, το βραβείο Νόμπελ (Nobel prize) φυσικής.
Στη συνέχεια και μετά την ανακάλυψη του νετρονίου, το 1932, από τον Άγγλο φυσικό
James Chadwick (1891 - 1974 κ.ε), μελέτησε τον ατομικό πυρήνα και εξήγησε πειστικά
τη συγκρότησή του από πρωτόνια και νετρόνια.

Θολές παραμένουν μέχρι και ήμερα, οι σχέσεις του Heisenberg με το ναζιστικό καθεστώς
της Γερμανίας. Άλλοι ιστορικοί υποστηρίζουν πως υπήρξαν απλά τυπικές, στα πλαίσια της
επιστήμης, άλλοι πως ήταν μεν τυπικές, αλλά ο ίδιος ήταν ιδεολογικά αντίθετος με το Γ΄
Ράιχ και τέλος, υπάρχουν και αυτοί που πιστεύουν πως συνεργάστηκε με τους ναζί, γιατί
αυτή ήταν η πολιτική του θέση και άποψη. Ένα όμως δεν αμφισβητείται από κανένα, το
 ότι δεν αντιτάχθηκε στο φασιστικό καθεστώς και δεν επηρεάσθηκε καθόλου από τους
διωγμούς που υπέστησαν πολλοί συνάδελφοί του, γεγονός που όπως λέγεται επηρέασε
και τις φιλικές του σχέσεις με τον Niels Bohr.
Αντίθετα, παρά τις κατηγορίες που είχε δεχθεί από μερίδα του ναζιστικού τύπου, για την
υποστήριξη επιστημονικών θέσεων, τις οποίες είχαν διατυπώσει «Εβραίοι» επιστήμονες,
όπως ο Einstein και η Lise Meitner, αυτός από τη θέση την οποία κατείχε,«βοήθησε» όσο
μπορούσε, στην επιστημονική ανάπτυξη της χιτλερικής Γερμανίας, με αποτέλεσμα, τόσα
δεινά για τους λαούς της Ευρώπης και όχι μόνο.
Κατά τη διάρκεια του πολέμου, συνεργάστηκε με το Γερμανό χημικό Οttο Hahn (1879 -
1968 κ.ε), για την ανάπτυξη ενός πυρηνικού αντιδραστήρα και τη δημιουργία της πρώτης
ατομικής βόμβας.  Οι προσπάθειές τους, ευτυχώς, δεν είχαν το αναμενόμενο αποτέλεσμα.

Στο τέλος του Β΄ Παγκοσμίου πολέμου, ο Heisenberg, μαζί με άλλους Γερμανούς φυσικούς,
συνελήφθη από τα αμερικανικά στρατεύματα και στάλθηκε στην Αγγλία, αλλά το 1946
επέστρεψε στη Γερμανία και αναδιοργάνωσε, μαζί με άλλους συναδέλφους του, τον Ερευνητικό Οργανισμό για την πρόοδο της επιστήμη (Kaiser Wilhelm Gesellschaft), ο
οποίος, το 1948, μετονομάστηκε σε Ινστιτούτο Max Planck.
Ο Heisenberg, ήταν τελικά αυτός, που σχεδίασε τον πρώτο μεταπολεμικό πυρηνικό
αντιδραστήρα της Γερμανίας.
Τα τελευταία 20 χρόνια της ζωής του, ασχολήθηκε με μελέτες και εργασίες, έξω από τα
στενά πλαίσια της κβαντικής φυσικής, όπως, με τη διατύπωση θεωριών σε σχέση με την
υδροδυναμική, τη δομή των ατομικών πυρήνων και την πυρηνική σύντηξη, το σιδηρομα-
γνητισμό, τη φυσική πλάσματος, τα στοιχειώδη σωμάτια κ.ά.
Πραγματοποίησε πολλά ταξίδια σε διάφορες χώρες (Ιαπωνία, Ινδία, Μεγάλη Βρετανία,
ΗΠΑ και αλλού), δίνοντας διαλέξεις ή διδάσκοντας σε διάφορα Πανεπιστήμια.

Τιμήθηκε αρκετά για την επιστημονική του προσφορά. Εκτός από το το βραβείο Νόμπελ
(Nobel prize), έγινε επίτημος διδάκτορας στα Πανεπιστήμια Βρυξελλών, Καρσλρούης και
Βουδαπέστης, μέλος της Ακαδημίας επιστημών πολλών χωρών (Ρουμανία, Ισπανία,
Σουηδία, Νορβηγία κ.ά), μέλος της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου (Royal Society of
London), του απονεμήθηκε ο τίτλος του Ιππότη του Τάγματος της Αξίας (Knight of the
Order of Merit) και πολλά ακόμη.
Πέθανε σε ηλικία 75 ετών, την 1η Φλεβάρη του 1976, από καρκίνο των νεφρών.

Κοσμάς Λεοντιάδης

*Απόσπασμα από το υπό έκδοση τετράτομο έργο μου «Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό των Άστρων
και των ουράνιων αντικειμένων».


Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου