WERNER KARL HEISENBERG

Nobel Física-1932

         El padre de Heisenberg era un estudiante de humanidades que se hizo profesor, especializándose en historia bizantina, pero él centró su interés en el campo de la ciencia. En la Universidad de Munich estudió con Sommerfeld, obteniendo su doctorado en 1923. Trabajo como ayudante de Born en Gotinga y con Bohr en Copenhague.

         Después de haber trabajado con Boro y con Sommerfeld habría sido absurdo si Heisenberg no se hubiera interesado por el modelo atómico de ambos científicos. Otros físicos como De Broglie y Schrödinger estaban también interesados por la misma cuestión y trataban de presentar un modelo atómico más sutil que el ofrecido por Bohr, considerando a los electrones como ondas, en lugar de cómo simples partículas.

         Sin embargo, Heisenberg abandonó todo intento de concebir imágenes. Creía que uno debía relegarse a los fenómenos observables y no a las figuras imaginarias, y en ello siguió la línea de pensamiento de Mach, de medio siglo antes.

         Los modelos atómicos concebidos por Bohr y por otros científicos intentaban explicar la posición de las líneas espectrales. ¿Por qué no se podía empezar estudiando dichas líneas e inventar una relación matemática que las explicara? Esto fue lo que hizo Heisenberg en 1927, utilizando el álgebra matricial en un sistema que llamó mecánica matricial y que consistía en un conjunto de cantidades que, correctamente manejadas, daban las longitudes de onda de las líneas espectrales. Sin embargo, este sistema era equivalente al de la mecánica ondulatoria de Schrödinger, anunciada solo unos cuantos meses después (como posteriormente lo demostraría Von Neumann). Los físicos se encontraron mucho más cómodos con el último sistema, que permitía cierta visualización.

         Los estudios de Heisenberg sobre teoría nuclear le condujeron a predecir que la molécula de hidrógeno podía existir en dos formas: orto-hidrógeno, en el cual los núcleos de los dos átomos giraban en la misma dirección, y para-hidrógeno, en el cual giraban en direcciones opuestas. Esta teoría se confirmó en 1929 y ayudo a concebir métodos de frenar la cantidad de evaporación de hidrógeno líquido, fenómeno importante cuando fueron necesarias grandes cantidades de dicho hidrógeno líquido como combustible de los cohetes, una generación después.

         Todavía más sorprendente fue la enunciación de otra deducción en 1927, la del principio de la indeterminación (Principio de Incertidumbre) que establece que es imposible realizar una determinación exacta y simultánea de la posición y del momento (masa, tiempo, velocidad) de un cuerpo. Cuanto más exacta fuera una medida menos exacta sería la otra. Las indeterminaciones de ambas medidas, al multiplicarlas, conducirían a un valor aproximadamente igual al de la constante de Planck.

         Esta teoría debilitó el efecto de la ley de causa y efecto que, excepto para muy pocos filósofos científicos, había supuesto un punto incuestionable y fuera de todo estudio desde la época de Tales y los filósofos jónicos. El Principio de Incertidumbre de Heisenberg destruyó la filosofía puramente determinista del universo. Laplace había mantenido que la historia completa del universo, pasado y futuro, se podía calcular si se conocía la posición y la velocidad de cada una de las partículas en cada instante del tiempo y estas dos piezas de información eran precisamente las que Heisenberg suponía que no se podrían conocer simultáneamente en un intervalo de tiempo dado. Incluso Einstein, el pensador revolucionario, no estaba cómodo dentro de esta nueva manera de afrontar el universo.

         Heisenberg recibió el premio Nobel de física en 1932 por la enunciación del Principio de Incertidumbre.

         Después del descubrimiento del neutrón, llevado a cabo por Chawick en 1932, Heisenberg puntualizó inmediatamente que desde un punto de vista teórico un núcleo que consistiera en protones y neutrones era mucho más satisfactorio que otro que consistiera (como se había pensado durante más de una década) en protones y electrones. Mantuvo que los protones y los neutrones se mantendrían unidos en los estrechos confines del núcleo mediante fuerzas de intercambio. Sin embargo, en lo que consistían dichas fuerzas no se conoció hasta que Yukawa abordó el problema.

         Durante la Segunda Guerra Mundial, Heisenberg se encargó de la investigación alemana sobre la bomba atómica, pero antes de que lograra tal propósito finalizó la guerra. Heisenberg era director del Instituto Max Planck en Berlín, pero después de la guerra se marchó a Alemania Occidental y fue nombrado director del Instituto Max Planck de Gotinga.