Ofereceu o princípio da incerteza como uma teoria básica

 

 

 

Werner Karl Heisenberg (Würzburg, 5 de dezembro de 1901 – Munique, 1° de fevereiro de 1976), físico alemão, autor da teoria mecânica dos quanta, foi um dos responsáveis pelo início da era atômica. Catedrático da Universidade de Leipzig aos 25 anos, ganhou o Prêmio Nobel de Física em 1932.

Depois, em 1941, foi nomeado diretor da Universidade de Berlim. Sua amizade com Albert Einstein levou-o à prisão durante o período nazista, contrário ao uso das armas nucleares, a partir de 1958 passou a se dedicar ao Instituto Max Planck, de Munique.

Físico enunciara seu princípio de incerteza, colocando em cheque o determinismo da física newtoniana. Até no campo da ciência, pois, anunciava-se uma ideia de “abertura”, de substituição das certezas absolutas pelas probabilidades.

Em setembro de 1906, logo após seu quinto aniversário, Werner foi matriculado na escola primária de Würzburg, onde passou três anos. Em 1909 seu pai foi nomeado professor de Grego na universidade de Munique e em junho de 1910 toda a família mudou-se para lá. Ele passou um ano na escola Elisabethenschule mudando após para o ginásio Maximilians, escola onde seu avô tinha sido diretor.

Em 1914 teve início a primeira grande guerra e o ginásio foi ocupado por tropas. As aulas foram deslocadas para outros prédios e como resultado Heisenberg estudou de forma independente o que provavelmente teve um efeito benéfico na sua educação. Suas matérias preferidas eram matemática, física e religião, mas suas notas ao longo de toda sua vida escolar eram excelentes como um todo. De fato, suas habilidades matemáticas eram tantas que em 1917 ele serviu de tutor para um amigo que cursava cálculo na universidade. Durante este período ele pertenceu a uma organização paramilitar que operava na escola com a intenção de preparar os jovens para o serviço militar.

Ele entrou para a universidade de Munique em 1920 e inicialmente pretendia estudar Matemática. Ele tinha lido os textos de Weyl e Bachmann que lhe deram uma idéia completa da teoria dos números. Era este assunto que ele pretendia explorar na sua tese de doutorado, tendo inclusive se aproximado de Ferdinand von Lindemann para ver se ele poderia ser seu orientador. Como Lindemann estava para se aposentar ele ficou reticente em aceitar Heisenberg tendo-o feito apenas como um favor a seu pai que era seu colega e amigo, tendo isto em vista Heisenberg teve uma entrevista como Sommerfeld que o aceitou com prazer.

Com seu colega de estudos Pauli, Heisenberg iniciou o estudo de física teórica sob a supervisão de Sommerfeld em outubro de 1920. No início ele estava cauteloso fazendo apenas disciplinas que envolvessem matemática e se assegurando de que poderia retornar para a matemática se a física teórica não o agradasse. Mas logo sua confiança no novo campo era tal que no segundo semestre ele estava fazendo todas as disciplinas dadas por Sommerfeld. Ele também fez algumas disciplinas de física experimental que eram obrigatórias e começou a planejar sua pesquisa em relatividade. No entanto Pauli que estava nesta época fazendo um grande levantamento sobre o assunto aconselhou-o a não seguir por este caminho.

 

Em junho de 1922 participou de conferências de Niels Bohr em Göttingen. Retornando a Munique recebeu de Sommerfeld um problema de hidrodinâmica para mantê-lo ocupado enquanto ele passava um tempo, 1922-23, nos Estados Unidos. Heisenberg apresentou os resultados preliminares sobre o problema da turbulência em uma conferência em Innsbruck antes de ir novamente para Göttingen para estudar com Born, Franck, e Hilbert enquanto seu orientador estava no exterior. Lá trabalhou com Born na teoria atômica escrevendo um artigo conjunto sobre o hélio. Sua tese de doutorado apresentada em Munique em 1923 foi sobre turbulência em fluxo de fluídos.
Após obter seu doutorado ele fez uma viagem pela Finlândia e em outubro de 1923 quando retornou para Göttingen tornou-se assistente de Born. Em março de 1924 visitou Niels Bohr no Instituto de Física Teórica em Copenhagem onde encontrou Einstein pela primeira vez. Retornando novamente a Göttingen fez sua palestra de habilitação em 28 de julho de 1924 o que o qualificou para lecionar nas universidades alemãs.
Mais tarde Heisenberg escreveu:
Eu aprendi otimismo com Sommerfeld, matemática em Göttingen e física com Bohr.
De setembro de 1924 até maio de 1925 trabalhou com os recursos de uma bolsa Rockefeller com Niels Bohr na Universidade de Copenhagem, retornando no verão de 1925 para Göttingen. Heisenberg inventou a mecânica matricial, que foi a primeira versão da mecânica quântica, em 1925. Ele não inventou estes conceitos como uma álgebra matricial mas sim como um conjunto de amplitudes probabilísticas quantisadas. Estas amplitudes formam uma álgebra não-comutativa. Foram Max Born e Pascual Jordan em Göttingen que reconheceram esta álgebra não comutativa como sendo uma álgebra matricial.
A mecânica matricial foi adicionalmente desenvolvida em um artigo em parceira com Born e Jordan que foi publicado em 1926. Em maio de 1926 Heisenberg foi nomeado professor de Física Teórica em Copenhagem onde tinha trabalhado com Niels Bohr. Em 1927 foi convidado para lecionar na Universidade de Leipzig onde apresentou sua palestra inaugural em primeiro de fevereiro de 1928. Ele manteve este posto até 1941 quando foi nomeado diretor do Instituto de Física Kaiser Wilhelm em Berlin.
Em 1923 foi agraciado com o Nobel de Física pela:
Criação da mecânica quântica e a aplicação do que levou entre outras coisas a descoberta das formas alotrópicas do hidrogênio.
Heisenberg é talvez mais conhecido por seu Princípio da Incerteza, descoberto em 1927, que afirma que a determinação da posição e do momento de uma partícula necessariamente contém erros e o produto deles não pode ser determinado a menos de uma constante quântica h. Estes erros são desprezíveis em geral mas tornam-se críticos no estudo de partículas muito pequenas como o átomo.
Heisenberg publicou “Os princípios físicos da teoria quântica” em 1928. Em 1929 fez uma maratona de palestras que incluíram países como os Estados Unidos o Japão e a Índia. Em 1930 Heisenberg e Pauli utilizaram uma quantizada realização do espaço em seus cálculos de estruturas atômicas. Heisenberg esperava que estas propriedades matemáticas levassem a uma propriedade fundamental da matéria com um “tamanho fundamental” como uma das constantes naturais.
Em 1932 Heisenberg escreveu um artigo dividido em três partes que descrevia uma representação moderna do núcleo de um átomo. Ele tratou a estrutura de vários componentes nucleares discutindo suas energias de coesão e suas estabilidades. Estes artigos mostraram o caminho para que outros aplicassem a teoria quântica ao núcleo atômico.
Em 1935 os nazistas baixaram uma lei que obrigava professores com mais de 65 anos a se aposentar. Sommerfeld estava com 66 e já tinha indicado que desejava que Heisenberg fosse o seu sucessor. Esta era uma indicação que Heisenberg desejava muito e em 1935 Sommerfeld novamente deixou claro que desejava que Heisenberg ocupasse o seu cargo. No entanto esta era uma época em que os nazistas queriam que “matemáticos alemães” substituíssem “matemáticos judeus” e “físicos alemães” ocupassem os lugares de “físicos judeus”. A Relatividade e a Teoria Quântica eram classificadas como “judias” e como consequência a indicação de Heisenberg para Munique foi vetada. Embora ele de nenhuma maneira fosse judeu, foi frequentemente atacado pela imprensa como tendo um “estilo judeu”.
Em 1937 Heisenberg casou com Elisabeth Schumacher. Ele a encontrou através da música que foi um componente importante em toda sua vida. Como um excelente pianista que era, Heisenberg encontrou a esposa em um concerto que deu na casa de um amigo. Quando se encontraram, Heisenberg estava com 35 anos enquanto Elisabeth tinha apenas 22. Eles casaram em 29 de abril de 1937, menos de três meses após o primeiro encontro.
Durante o Segunda Guerra Mundial chefiou o fracassado projeto alemão de armas nucleares. Ele trabalhou com Otto Hahn, um dos descobridores da fissão nuclear, no desenvolvimento de um reator nuclear mas falhou em desenvolver um programa efetivo para armas nucleares. Não se sabe se isto foi por falta de recursos ou por não querer pôr armas nucleares nas mãos do Nazistas.
Depois da guerra foi internado na Inglaterra com outro cientista alemão. Porém voltou à Alemanha em 1946 quando foi designado como diretor do instituto Max Planck de Física e Astrofísica em Göttingen. Em 1958 o instituto foi mudado para Munique e Heisenberg continuou como seu diretor, mantendo o posto até renunciar em 1970.
Ele também se interessava pela filosofia da física e escreveu, em 1962, “Física e Filosofia” e “Física e Além”, em 1971. Heisenberg recebeu muitas honrarias, por suas notáveis contribuições, além do prêmio Nobel. Ele foi eleito para a Academia Real de Londres e foi membro das academias de Göttingen, Bavária, Saxônia, Prússia, Suíça, Romênia, Noruega, Espanha, Holanda, Roma, da academia Naturforscher Leopoldina, a academia dei Lincei e a academia americana de Ciências. Entre os muitos prêmios ele recebeu o Copernicus.

 

Werner Heisenberg faleceu em Munique, em 1° de fevereiro de 1976, aos 75 anos.

(Tradução livre do artigo de: John J. O’Connor e Edmund F. Robertson)

(Fonte: Veja, 11 de fevereiro de 1976 – Edição 388 – DATAS – Pág: 62)

(Fonte: Veja, 17 de novembro de 1976 – Edição 428 – ARTE/ Por Olívio Tavares de Araújo – Pág; 150/153)

REFERÊNCIAS (LIVROS)

CASSIDY, D. C. Uncertainty: the life and science of Werner Heisenberg. New York, 1992.

HEISENBERG, W. Physics and beyond: Encounters and conversations. New York, 1971.

JAMMER, M. The Philosophy of Quantum Mechanics: The Interpretation of Quantum Mechanics in Historical Perspective. 1974.

JUNGNICKEL, C.; McCORMMACHAND, R.Intellectual Mastery of Nature (2 Volumes) Chicago, 1986.

MacPHERSON, M.Time bomb: Fermi, Heisenberg, and the race for the atomic bomb. New York, 1986.

OWERS, T. P. Heisenberg”s war: the secret history of the German bomb. London, 1993.

REFERÊNCIAS (ARTIGOS)

BERNSTEIN, J.What did Heisenberg tell Bohr about the bomb? Scientific American. v. 272, n. 5, p. 72-77, 1995.

WALKER, M.Heisenberg, Goudsmit and the German atomic bomb. Physics today. v. 43, n. 1, p. 52-60, 1990.

REFERÊNCIAS (ENCICLOPÉDIAS)

Biografia no “Dictionary of Scientific Biography”. New York, 1970-1990. >

Biography in Encyclopaedia Britannica.

REFERÊNCIAS (SÍTIOS)

Nobel e-Museum – Werner Heisenberg – Biography

Werner Karl Heisenberg (1901 – 1976)

Werner Karl Heisenberg (1901 – 1976)

Werner Heisenberg

Who Was Werner Heisenberg?

Werner Heisenberg

Heisenberg, Werner