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Werner Karl Heisenberg

fisico tedesco
Werner Karl Heisenberg
Medaglia del Premio Nobel Premio Nobel per la fisica 1932

Werner Karl Heisenberg (Würzburg, 5 dicembre 1901Monaco di Baviera, 1º febbraio 1976) è stato un fisico tedesco.

Premio Nobel per la fisica nel 1932, fu uno dei fondatori della meccanica quantistica.

Indice

BiografiaModifica

Meccanica quantisticaModifica

Studiò all’Università di Monaco con Arnold Sommerfeld avendo come compagno di banco Wolfgang Pauli. Quando era studente nel 1922 incontrò Niels Bohr a Gottinga durante una conferenza; le sue domande argute suscitarono l’interesse di Bohr, tanto da far iniziare una fruttuosa collaborazione durata quasi vent'anni. Curiosamente Heisenberg ebbe problemi all’università nel passare gli esami, tanto da ottenere un punteggio minimo al dottorato.[1]

Nel 1925 realizzò, insieme a Max Born e Pascual Jordan, la meccanica delle matrici, la prima formalizzazione della meccanica quantistica. L’intuizione sopraggiunse a Heisenberg la notte del 7 giugno mentre era in vacanza sull’isola di Heligoland. Riflettendo sulla questione, verso le tre di notte ebbe l’idea, poi euforico andò in uno dei punti a sud dell’isola per osservare l’Alba. Dopo aver mostrato agli altri scienziati la sua intuizione e interpretati i dati che richiamavano al calcolo delle matrici disse con costernazione: «Non so neppure cosa sia una matrice»[2]. L'anno successivo, con l'introduzione della meccanica ondulatoria da parte di Schrödinger, la sua teoria delle matrici, pur esatta, parve meno "visualizzabile". Si crearono delle tensioni tra i due scienziati, tanto che Heisenberg commentò aspramente:

«Quanto più penso agli aspetti fisici della teoria di Schrödinger, tanto più repellenti li trovo. Quel che Schrödinger scrive della visualizzabilità della sua teoria "non è probabilmente del tutto esatto", in altri termini sono cretinate.[3]»

 
Heisenberg e Bohr

Questi toni evidenziavano il clima di scontro tra le due interpretazioni della meccanica quantistica, l’una che considerava i fenomeni atomici come “graduali” e l’altra caratterizzata da salti quantici. Al riguardo Schrödinger affermò: «Non posso immaginare che un elettrone salti qua e là come una pulce.» Chi alla fine fece da paciere tra i due fisici fu Niels Bohr: fu lui a invitare Schrodinger a Copenaghen per discutere insieme della sua versione della fisica dei quanti.[4]

Nel 1927 introdusse il celebre principio di indeterminazione, secondo il quale la misura simultanea di due variabili coniugate, come posizione e quantità di moto o energia e tempo, non può essere compiuta senza una quota di incertezza minima ineliminabile. Tra coloro che espressero dubbi iniziali vi fu Bohr, suo professore a Copenaghen, che lo dissuase dal pubblicarlo se non attuando delle correzioni che egli non fece e che crearono degli attriti.[5] Il 22 marzo inviò alla rivista Zeitschrift für Physik il suo articolo intitolato Sul contenuto intuitivo della cinematica e della meccanica quantum-teoriche.

Assieme a Bohr formulò l'interpretazione di Copenaghen della meccanica quantistica.

Il 1º febbraio 1928 ottenne la sua prima cattedra a Lipsia, divenendo il professore ordinario più giovane della Germania, tra i suoi allievi avrà Ettore Majorana. [6]

Ricevette il Premio Nobel per la fisica nel 1932 "per la creazione della meccanica quantistica, la cui applicazione, tra le altre cose, ha portato alla scoperta delle forme allotrope dell'idrogeno".

 
Bohr, Heisenberg e Pauli (al primo banco) in una riunione del 1937

Nel 1935 il premio Nobel Johannes Stark, divenuto una personalità eminente in Germania, con posizioni antisemite e naziste, accusò Heisenberg di mantenere dei rapporti con Einstein e la scienza ebraica, definendolo “spirito dello spirito di Einstein” e lanciando una campagna di delegittimazione contro lo scienziato e la fisica teorica. Heisenberg, che aspirava da tempo ad avere la cattedra di Sommerfeld a Monaco, dovette difendersi persino da un articolo uscito il 15 luglio 1937 sulla rivista delle SS Das Schwarze Korps in cui veniva definito un “ebreo bianco”. Per evitare d’essere messo in un angolo, l’anno successivo si rivolse direttamente a Heinrich Himmler, capo delle SS e amico di famiglia. Himmler lo discolpò, ma gli suggerì di distinguere nettamente i risultati della ricerca scientifica dalle caratteristiche politiche e personali del ricercatore. In questo modo egli non menzionò più in pubblico il nome di Einstein.[7]

Il lavoro durante la guerraModifica

La fissione nucleare venne scoperta in Germania nel 1939. Heisenberg rimase in Germania durante la seconda guerra mondiale, lavorando in favore del regime nazista e guidando il programma nucleare militare tedesco.

Rivelò l'esistenza del programma a Bohr durante un colloquio a Copenaghen nel settembre 1941. Dopo l'incontro la loro lunga amicizia terminò bruscamente. Bohr si unì in seguito al progetto Manhattan. Si è speculato sul fatto che Heisenberg avesse degli scrupoli morali e che avesse cercato di rallentare il progetto. Heisenberg stesso tentò di sostenere questa tesi. Il libro Heisenberg's War di Thomas Power adotta questa interpretazione.

Nel febbraio 2002 apparve una lettera (mai spedita) di Bohr del 1957[8]: vi si legge che nella loro conversazione del 1941 Heisenberg non espresse alcun problema morale riguardo al progetto di costruzione della bomba; si deduce inoltre che Heisenberg aveva speso i precedenti due anni lavorandovi quasi esclusivamente, convinto che la bomba avrebbe deciso l'esito della guerra in favore della Germania nazista.

Molti storici della scienza considerano questo scritto come prova della sua adesione al progetto nazista, pur preoccupandosi della sorte dei suoi colleghi ed amici che potessero essere messi in pericolo dall'occupazione della Danimarca; altri obiettano che Bohr comprese male le intenzioni di Heisenberg.

OnorificenzeModifica

OpereModifica

AutobiografieModifica

  • Werner Karl Heisenberg. The Part and The Whole.

Opere tradotteModifica

  • Mutamenti nelle basi della scienza, traduzione di Adolfo Verson, Collana Saggi, Torino, Einaudi, 1944. Collana Biblioteca di cultura scientifica, Boringhieri, Torino, 1960, ISBN 88-339-0347-8.
  • I principî fisici della teoria dei quanti (ed. or. 1930), traduzione di Mario Ageno, Collana Biblioteca di cultura scientifica n.17, Torino, Einaudi, 1948. Bollati Boringhieri, 1977, ISBN 978-88-339-5217-8
    Opera tratta dalle lezioni tenute da Heisenberg all'Università di Chicago nel 1929.
  • La fisica dei nuclei atomici, Collana Biblioteca Scientifica Sansoniana, Firenze, Sansoni, 1952.
  • Natura e fisica moderna, traduzione di E. Casari, Collana Serie saper tutto, Milano, Garzanti, 1957.
  • Werner Heisenberg - Max Born - Erwin Schrödinger - Pierre Auger, Discussione sulla fisica moderna, traduzione di Adolfo Verson, Torino, Einaudi, 1959. Collana Universale Scientifica n.195, Boringhieri, 1980 [Trascrizione di 4 conferenze]
  • Fisica e filosofia, traduzione di Giulio Gignoli, Collana La Cultura, Milano, Il Saggiatore, 1961. Introduzione di F.S.C. Northrop, Catalogo 6, Il Saggiatore, 1982, ISBN 88-428-0903-9.
  • La tradizione nella scienza. Il progresso scientifico come equilibrio dialettico tra idee innovatrici e tradizione in una raccolta di saggi inediti, traduzione di Rita Pizzi, Collana Saggi rossi, Milano, Garzanti, 1982, ISBN 88-11-69274-1. [raccolta di conferenze]
  • Oltre le frontiere della scienza, traduzione di S. Buzzoni, Roma, Editori Riuniti, 1984, ISBN 88-359-2731-5.
  • Fisica e oltre. Incontri con i protagonisti 1920-1965 (1971), traduzione di M. e D. Paggi, Torino, Boringhieri, 1984, ISBN 88-339-0127-0.
  • Lo sfondo filosofico della fisica moderna (1984), Palermo, Sellerio, 1999, ISBN 88-389-1450-8.
  • "Lo sviluppo della meccanica quantistica" in Onde e particelle in armonia - Alle sorgenti della meccanica quantistica, Milano, Jaca Book, 1991.
  • Indeterminazione e realtà, a cura di Giuseppe Gembillo e Giuliana Gregorio, Collana Transazioni, Napoli, Alfredo Guida Editore, 2002, ISBN 978-88-7188-598-8.

NoteModifica

  1. ^ Kumar, p.181
  2. ^ Kumar, p.193
  3. ^ Kumar, p.209
  4. ^ L'incredibile cena dei fisici quantistici, Gabriella Greison, p.210
  5. ^ Kumar, pp.238-239
  6. ^ L'incredibile cena dei fisici quantistici di Gariella Greison, p.215 p.227
  7. ^ Kumar, pp. 287-288
  8. ^ Scambio epistolare fra Heisenberg e Bohr (archivio N.Bohr, Copenhagen) [collegamento interrotto], su nba.nbi.dk. URL consultato il 24 ottobre 2013.

BibliografiaModifica

  • Cathryn Carson: Heisenberg in the atomic age: Science and the public sphere. Cambridge 2010.
  • David C. Cassidy: Werner Heisenberg. Leben und Werk. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 1995, ISBN 3-86025-315-8.
  • David C. Cassidy: Heisenberg, physics and the bomb. Bellevue Literary Press, New York 2009.
  • Ernst Peter Fischer: Werner Heisenberg: Das selbstvergessene Genie. Piper, München 2002, ISBN 3-492-23701-0.
  • Ernst Peter Fischer: Werner Heisenberg – ein Wanderer zwischen den Welten. Springer, Berlin/Heidelberg 2014.
  • Armin Hermann: Die Jahrhundertwissenschaft – Werner Heisenberg und die Physik seiner Zeit. DVA, Stuttgart 1976.
  • Helmut Rechenberg: Werner Heisenberg – Die Sprache der Atome. 2 Bände, Springer, 2010.
  • Helmut Rechenberg: Das große Quanten-Ei: Zum 100. Geburtstag von Werner Heisenberg. In: Physikalische Blätter. Band 57, 2001, S. 59–63, doi:10.1002/phbl.20010571218

Voci correlateModifica

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