Heisenberg

Heisenberg

Bài viết chưa xemgửi bởi khach » Thứ 7 Tháng 12 17, 2005 5:42 pm

Werner Heisenberg (1901-1976), nhà vật lý người Đức, giải thưởng Nobel Vật lý, người đóng một vai trò lớn trong sự phát triển của cơ học lượng tử (quantum mechanics). Cơ học lượng tử miêu tả vật chất dưới cả hai dạng sóng và hạt. Một trong những đóng góp được biết đến nhiều nhất của Heisenberg cho lý thuyết lượng tử là nguyên lý bất định (uncertainty principle), theo nguyên lý bất định thì người ta không thể nào đo được đồng thời vị trí và vận tốc (hướng và tốc độ) của một hạt ở cùng một thời điểm, mà chỉ biết được chắc chắn một giá trị mà thôi.
Hình ảnh


Heisenberg sinh ra tại Würzburg, nước Đức. Gia đình ông chuyển đến Munich năm 1910, nơi Heisenberg được tiếp nhận nền giáo dục sớm. Vào mùa hè năm 1920, cậu tốt nghiệp một trường trung học và bước vào trường Đại học Munich. Trong hai năm đầu tiên, cậu cho xuất bản bốn bài báo nghiên cứu vật lý, và ở tuổi 20, chàng thanh niên Heisenberg đã là một trong số những người có đóng góp nhiều cho sự phát triển của vật lý lý thuyết. Heisenberg hoàn thành khóa học trong 3 năm, và năm 1923, anh tiến hành làm luận văn tiến sĩ của mình về sự nhiễu loạn của dòng chất lưu.
Heisenberg nghiên cứu với sự dẫn dắt của 3 nhà lý thuyết lượng tử tại ba trung tâm nghiên cứu lượng tử lớn thời ấy: Nhà vật lý Đức Arnold Sommerfeld ở Đại học Munich; nhà vật lý Đức Max Born ở Đại học Göttingen năm 1923; và, từ năm 1924 đến 1927 là nhà vật lý Đan Mạch tại Viện Vật lý Lý thuyết ở Copenhagen.

Heisenberg đã phát triển dạng đầu tiên của cơ học lượng tử, gọi là cơ học ma trận (matrix mechanics), năm 1925. Theo đó ông giải thích sự chuyển động của điện tử (electrons) trong một nguyên tử (atom) dưới dạng thuần túy toán học. Những phương trình của ông cho phép giải thích trạng thái hiện có của điện tử, điều mà các nhà khoa học trước đó không thể giải thích được. Heisenberg thấy rõ rằng các định luật của vật lý cổ điển không chi phối các sự kiện ở cấp độ lượng tử. Chẳng hạn, điện tử không chuyển động theo quy luật của vật lý cổ điển và quỹ đạo hạt nhân của một nguyên tử không theo một đường xác định như quỹ đạo của các hành tinh quanh Mặt Trời.

Cơ học ma trận của Heisenberg đã dự báo rằng Hidro phân tử (molecular hydrogen) tồn tại trong hai dạng riêng biệt, gọi là octohidro và parahidro. Hai dạng này sinh ra từ một thuộc tính của nguyên tử, gọi là spin. Năm 1925 Heisenberg đã dự đoán spin của hai nguyên tử hidro là cùng chiều trong parahdro và ngược nhau trong octohidro. Dự đoán của ông đã sớm được xác nhận bằng thực nghiệm. Năm 1932, Heisenberg được giải Nobel vật lý vì những đóng góp trong cơ học lượng tử và sự tiên đoán của ông về hai kiểu hidro phân tử.

Với sự phát triển của cơ học ma trận, Heisenberg trở thành một trong những nhà sáng lập ra cơ học lượng tử. Vào cùng thời điểm Heisenberg phát triển cơ học ma trận, nhà vật lý người Áo Schrödinger đã trình bày một cách để mô tả các hạt dưới dạng xác suất trong đó bất kỳ đặc trưng nào của chúng đều có một giá trị xác định. Schrödinger về sau đã chỉ ra rằng cả hai cách tiếp cận của ông và của Heisenberg đều mang lại kết quả như nhau.

Năm 1927 Heisenberg trở thành giáo sư Vật lý Lý thuyết ở trường Đại học Leipzig. Cùng năm đó, ông cho xuất bản 1 bài báo giải thích về nguyên lý bất định xuất phát từ cơ học học ma trân của ông. Bằng các tính toán, ông đã chỉ ra rằng chúng ta không thể biết được chính xác đồng thời cả vận tốc và vị trí của một hạt ở cùng thời điểm. Nếu chúng ta càng đo chính xác một đại lượng thì độ bất định lại càng lớn trong phép đo đại lượng kia. Hệ của của nguyên lý bất định là một sự mô tả trong cơ học lượng tử chỉ đạt được một giá trị xác suất tương đối chứ không phải là những con số chính xác.

Năm 1942 Heisenberg trở thành giáo sư Đại học Berlin và Viện trưởng Viện Vật lý Kaiser Wilhelm. Trong chiến tranh thế giới lần thứ II (1939-1945) ông vẫn ở lại Đức (Quốc xã) trong khi nhiều đồng nghiệp của ông đã chạy trốn ra nước ngoài. Ông đã là lãnh đạo nhóm nghiên cứu nguyên tử của Đức mặc dù ông chống lại các chính sách của chế độ Quốc xã. Ông làm việc cùng Otto Hahn, một trong những người khám phá ra sự phân hạch (nuclear fission) nhưng nhóm người Đức đã không phát triển vũ khí hạt nhân.

Kết thúc chiến tranh, nước Mỹ bắt Heisenberg vì vai trò của ông trong chương trình hạt nhân của Đức và giam giữ ông 9 tháng ở nước Anh. Năm 1946, Heisenberg trở về Đức và trở thành giáo sư Vật lý và Viện trưởng Viện Vật lý và Thiên văn Max Planck (Viện Kaiser Wilhelm trước kia) ở Göttingen. Viện này chuyển đến Munich năm 1958 và Heisenberg cũng chuyển đến, tiếp tục làm Viện trưởng cho đến lúc chết.


Sonnn52 dịch từ Microsoft® Encarta® Reference Library 2002.
Các bạn có thể tìm hiểu thêm về Heisenberg tại

http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk ... nberg.html
Hình đại diện của thành viên
khach
Thành viên nhiệt tình
Thành viên nhiệt tình
 
Bài viết: 423
Ngày tham gia: Thứ 6 Tháng 3 11, 2005 12:04 pm

Quay về Lịch sử vật lý!

Ai đang trực tuyến?

Đang xem chuyên mục này: Không có thành viên nào đang trực tuyến2 khách

cron