Madde ve ışığın atom altı seviyelerdeki davranışlarını incelemek için ortaya çıkan ve bilim dünyasında adeta yeni bir çağın başlamasına yol açan kuantum fiziği; Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg ve Erwin Schrödinger üzere dünya çapında tanınmış fizikçilerin 1900'lü yılların başlarında temellerini atmasıyla hayatımıza girdi. Bu bilim insanlarından Werner Heisenberg'ün kuantum fiziğine katkıları, onun 'kuantum mekaniğinin babası' biçiminde anılmasına neden oldu.
Kuantum fiziği alanında yapılan çalışmalarda ve deneylerde ortaya çıkan belirsizliklere karşı “Bir parçacığın momentumu ve pozisyonu birebir anda tam doğrulukla ölçülemez” diyerek kendi ismiyle bilinen Belirsizlik İlkesi'ni bilim dünyasına kazandıran Heisenberg'ü, ömründen kesitler ve yaptığı çalışmalarla daha yakından tanıyalım.
Dünyanın en büyük fizikçilerinden biri olacak olan Heisenberg, Almanya'nın Würzburg kentinde doğdu:
5 Aralık 1901 tarihinde Almanya'nın Würzburg kentinde dünyaya gelen Heisenberg, 10 yaşındayken girdiği Münih'in en seçkin okullarından biri olan Maximilians-Gymnasium'da matematik derslerindeki başarısıyla herkesin dikkatini çekmişti. Matematik alanındaki yeteneğini sağlam bir eğitim altyapısıyla birleştirmek için 1920 yılında Münih Üniversitesi'ne başlayan Heisenberg, kuantum fiziğiyle de burada tanışmıştı.
O yıllarda kuantum fiziğindeki çalışmalara öncülük eden Alman fizikçi Arnold Sommerfeld'in öğrencisi olan Heisenberg, 1922 yılında Sommerfeld ile çalışmaya devam ederken birebir zamanda Göttingen Üniversitesi'nde periyodun ünlü fizikçilerinden Max Born’un asistanı oldu. Arnold Sommerfeld ve Max Born’un ortak çalışma alanı olan kuantum fiziği, o yıllarda Heisenberg'ün uygundan düzgüne ilgisini çekmişti.
Kuantum fiziğinin doğuşunda büyük rol üstlendi:
Danimarkalı fizikçi Niels Bohr'un yaptığı çalışmaları incelemek için 1925 yılında Kopenhag Üniversitesi'ne bir ziyaret gerçekleştiren ünlü fizikçi, elektronun spektrum yoğunlukları sorunu üzerine ağırlaştı. Bu alanda yaptığı çalışmaları, 1925 yılında 'Über Quantentheoretische Umdeutung Kinematischer und Mechanischer Beziehungen' (Kinematik ve Mekanik Münasebetlerin Kuantum-Teorik Olarak Yine Yorumlanması) isimli makalesinde bilim dünyasına kazandıran Heisenberg, birebir yılın Eylül ayında yayımladığı 'Zur Quantenmechanik' (Kuantum Mekaniği Üzerine) isimli makaleyle bu alanda yapılacak çalışmalarda matris cebrinin kullanılması gerektiğini söyledi.
Bilimsel etraflarda büyük bir yankı uyandıran bu çalışma sonrası bir ortaya gelen Born, Heisenberg ve Pascual Jordan, kuantum mekaniğinin doğuş evrakı olarak kabul edilen 'Zur Quantenmechanik ii' (Kuantum Mekaniği Üzerine 2) isimli makaleyi yayımladılar ve böylelikle yıllarca bilim dünyasının gündemini meşgul edecek kuantum mekaniğinin temellerini attılar.
Heisenberg, 1927'de yayımladığı çalışmasıyla Belirsizlik İlkesi'ni bilim dünyasına kazandırdı:
1900'lü yılların başlarında ortaya atılan fikirler sonrası 1920'li yıllarda yapılan çalışmalarla adeta parlayan kuantum mekaniği için birçok farklı ülkeden bilim insanları çalışmalar yürütüyorlardı. Kuantum mekaniğinde yapılan çalışmaların formülasyonu için çalışan İngiliz fizikçi ve matematikçi Paul Dirac ve Avusturyalı fizikçi Erwin Schrödinger bu bilim insanlarından sırf ikisiydi.
O yıllarda geliştirilen farklı formüllerin matematiksel olarak muadil olduğunu gösteren Schrödinger'in bu çalışması sonrası formüllerin fizikî olarak ehemmiyeti belirsizliğini hâlâ koruyordu. Bu belirsizlikler üzerinde ağırlaşarak 1927 yılında 'Über Den Anschulichen Inhalt Der Quantentheoretischen Kinematik und Mechanik' (Kuantum Teorik Kinematik ve Mekaniğin Algısal İçeriği) isimli makalesini yayımlayan Heisenberg, kendi ismiyle anılan Belirsizlik İlkesi'ni bu makalede bilim dünyasıyla paylaşmıştı.
Bir parçacığın momentumunun ve pozisyonunun birebir anda tam olarak ölçülmesinin mümkün olmadığını gösteren Heisenberg, “Mutlak nedensel determinizm mümkün değildir” felsefi yorumunu da yaptı. Birçok fizikçinin başını kurcalayan belirsizlik konusu da Belirsizlik İlkesi'nin yayımlanmasıyla daha anlaşılır bir hâl almış oldu.
Çalışmaları, Heisenberg'e Nobel Ödülü'nü getirdi:
1927 yılında Leipzig'de profesör olarak vazife yapmaya başlayan Heisenberg, kuantum mekaniği alanındaki çalışmalarını sürdürürken 1932'de nötronun keşfedilmesi sonrası 'Atom Çekirdeği Teorisi' üzerinde de çalıştı. 'Proton ve Nötron Etkileşimi Modeli'ni geliştirerek bilimsel çevrelerin bir sefer daha dikkatini çeken ünlü fizikçi, 1932 Nobel Fizik Ödülü'nü almaya hak kazandı.
Nobel Ödülü'nü aldığı yıl Nasyonel Sosyalist Alman Emekçi Partisi'nin iktidara gelmesiyle uygulanan siyasetler gereği birçok meslektaşı üzere bilimsel çalışmalardan el çektirildi. Uzunca bir müddet birçok zorlukla uğraş eden Heisenberg'e ABD ve birçok ülkeden teklif gelmesine karşın Heisenberg Almanya'yı terk etmedi ve çalışmalarına tekrar başlayacağı o günü bekledi.
1939'da nükleer güç konusundaki araştırmalarıyla bilim topluluğuna geri döndü:
Dünya genelinde atom çekirdeği üzerinde yapılan çalışmalar, Almanya'nın Ordu Silah Bürosu'nun da dikkatini çekmişti. Nükleer güç konusunda dünyanın gerisinde kalmak istemeyen Ordu Silah Ofisi, 1939 yılında Heisenberg ile çalışmaya başladı.
Yapılan çalışmalarda büyük ilerleme kaydeden Heisenberg, 1942 yılından sonra Almanya'nın nükleer güç çalışmalarının başındaki isim hâline geldi. Atom bombası üretme konusunda başarılı olamayan Heisenberg ve takımı için bunu bilerek yapmadığı söylentileri de bulunuyor.
İkinci Dünya Savaşı sonrasında da çalışmaya devam etti:
Savaşın sonlarına doğru ailesinin Bavyera'daki meskenine bisikletle giderken Amerikalı bir istihbarat takımı tarafından yakalanan Heisenberg, İngiltere tarafından başka birtakım Alman fizikçiler üzere gözaltına alındı. 1946 yılında İngilizler tarafından hür bırakılan ünlü fizikçi, Kaiser Wilhelm Enstitüsü'nde yönetici olarak vazifeye başladı.
Almanya’nın Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi'ne (CERN) katılması için aracı olan Heisenberg, 1958 yılında hareket halindeki parçacıkların çoğalmasına simetriye dayalı bir yaklaşım olan 'Dünya Formülü' ile birleşik bir alan teorisi teklifinde bulundu. 1970 yılına kadar enstitüde misyonuna devam eden Heisenberg, o yıl emekli oldu ve 1 Şubat 1976 tarihinde hayata gözlerini yumdu.
Hayatını kaybettiği 1976 yılına kadar birçok muvaffakiyete imza atan ve 'kuantum mekaniğinin babası' olarak anılan fizikçi Werner Heisenberg'ü hürmetle anıyoruz. Heisenberg'ün çalışmaları hakkındaki yorumlarınızı aşağıdan bizlerle paylaşabilirsiniz. Bilim dünyasına katkıda bulunan isimlerin hayatlarını, önümüzdeki günlerde sizlerle paylaşmaya devam edeceğiz. Kaçırmamak için takipte kalın 🙂
