Heisenberg, Werner Karl (1901-1976)

WERNER KARL HEISENBERG (1901-1976)

Heisenberg nasceu em Würzburg, na Alemanha, sendo seus pais: Kaspar Earnesta Augusto Heisenberg, um professor do ensino secundário de línguas clássicas que se tornara o único Professor da Alemanha de estudos gregos medievais e modernos no sistema universitário; e sua esposa Annie Wecklein.

Em sua juventude ele era um membro da Associação de Escoteiros alemães do "Movimento da Juventude Alemã".

Em Munique no ano 1919, engajou-se como membro do Freikorps para lutar contra a República Soviética da Baviera, estabelecida um ano antes. Cinco décadas depois, ele recordou aqueles dias como diversão juvenil, como "brincando de polícia e ladrão", não era nada sério.

Em agosto 1923, Robert Honsell e Heisenberg, organizaram uma viagem para a Finlândia, com um grupo escoteiro desta associação de Munique.Ele estudou física e matemática 1920 a 1923, na Universidade Ludwig-Maximilians em Munique e na Universidade Georg-August- em Göttingen. Em Munique, ele estudou com Arnold Sommerfeld e Wilhelm Wien; e em Göttingen, ele estudou física com Max Born e James Franck e matemática com David Hilbert.

Sommerfeld tinha um interesse sincero em seus alunos e sabia do interesse de Heisenberg sobre as teorias de Niels Bohr, em física atômica. Sommerfeld levou Heisenberg para Göttingen para o festival Bohr, em junho de 1922. No evento, Bohr foi um palestrante convidado e deu uma série de conferências abrangentes sobre a física atômica quântica. Esse encontro causou um efeito significativo e continuado sobre ele.

O tema da tese de doutorado de Heisenberg foi sugerido por Sommerfeld, sobre a turbulência; a tese discutia tanto a estabilidade de fluxo laminar e da natureza do fluxo turbulento. O problema da estabilidade foi investigado através da utilização da equação de Orr-Sommerfeld, uma equação diferencial linear de quarta ordem, para pequenas perturbações de fluxo laminar (ele retornou brevemente a este tópico após a Segunda Guerra Mundial). Ele recebeu seu doutorado em 1923, em Munique, sendo seu orientador Arnold Sommerfeld. Ele completou a sua Livre Docência em 1924, em Göttingen, tendo como orientador Max Born. O Artigo de Heisenberg sobre o efeito Zeeman anômalo, foi aceito como sua tese de Livre Docência.

De 1924 a 1927, Heisenberg foi um professor em Göttingen. A partir de 17 de setembro de 1924 a 1° de Maio de 1925, obteve uma bolsa do Conselho Internacional de Educação da Fundação Rockefeller; Heisenberg foi trabalhar em pesquisa com Niels Bohr, diretor do Instituto de Física Teórica da Universidade de Copenhague.

Em Copenhague, Heisenberg e Hans Kramer colaboraram em um artigo sobre a dispersão ou a partir de átomos de radiação, cujo comprimento de onda é maior que o átomo. Eles mostraram que a bem sucedida sucesso fórmula que Kramers tinha desenvolvido anteriormente, não poderia basear-se nas órbitas de Bohr, porque as frequências de transição são baseadas em espaçamentos de nível, que não são constantes. As frequências que ocorrem nas orbitas clássicas transformadas de Fourier, pelo contrário são igualmente espaçadas. Mas estes resultados podiam ser explicadas por um modelo de Estado Virtual semi-clássico da radiação incidente que excita a valência (ou externa), o elétron vai para um estado virtual, do qual ele decai. Em um artigo posterior Heisenberg mostrou que esse modelo oscilador virtual, poderia também explicar a polarização da radiação fluorescente.

Estes dois sucessos e o fracasso contínuo do modelo de Bohr-Sommerfeld para explicar o problema pendente do efeito Zeeman anômalo, levou Heisenberg a usar o modelo de oscilador virtual para tentar calcular as freqüências espectrais. O método provou ser muito difícil de se aplicar de imediato a problemas realistas, então Heisenberg voltou-se para um exemplo mais simples, o oscilador desarmônico. O dipolo consiste de um oscilador harmônico simples, que é considerado como uma partícula carregada, em uma mola perturbada por uma força externa como uma carga. O movimento da carga oscilante pode ser expresso como uma série de Fourier na frequência do oscilador. Heisenberg resolveu o comportamento quântico por dois métodos diferentes. Em primeiro lugar, tratou o sistema com o método oscilador virtual, o calculando as transições entre os níveis que seriam produzidos pela fonte externa. Ele resolveu o mesmo problema tratando o termo potencial desarmônico como uma perturbação para o oscilador harmônico e usando aos métodos de pertubação que ele e Bhor tinha desenvolvido. Ambos os métodos conduziram ao mesmo resultado para o primeiro e o segundo, que possuíam termos de correção de segunda ordem, muito complicado. Isto sugeriu a Heinsenberg por trás dos cálculos muito complicados o estabelecimento de um esquema consistente. Seu artigo seminal sobre a reinterpretação da teórica quântica, foi publicado em setembro de 1925. Ele retornou à Göttingen, e com Max Born e Pascual Jordan, durante um período de cerca de seis meses, desenvolveu a formulação mecânica matricial da mecânica quântica. Em 1 de Maio de 1926, Heisenberg iniciou suas atividades como palestrante universitário e assistente de Bohr, em Copenhague. Em Copenhague, em 1927, Heisenberg desenvolveu seu princípio da incerteza, enquanto trabalhava nos fundamentos matemáticos da mecânica quântica. Em 23 de fevereiro, do mesmo ano, Heisenberg escreveu uma carta ao colega físico Wolfgang Pauli, em que descreveu pela primeira vez seu novo princípio. Em seu artigo sobre o princípio da incerteza, Heisenberg usou a palavra "incerteza" (imprecisão). Então partiu para formular estes resultados, sem qualquer dependência explícita sobre o modelo do oscilador virtual. Para fazer isso, ele substituiu as expansões de Fourier para as coordenadas espaciais por matrizes, que corresponderam aos coeficientes de transição no método oscilador virtual. Ele justificou esta substituição por um apelo ao princípio de correspondência de Bohr e a doutrina Pauli que a mecânica quântica deve ser limitada a partículas observáveis.

Em 9 de julho, Heisenberg deu a Born este artigo para ser analisado e submetido à publicação. Quando Bohr leu o artigo ele reconheceu a formulação como uma que poderia ser transcrita e estendida para a linguagem sistemática das matrizes, que ele tinha aprendido com seu estudo sob a orientação de Jakob Rosanes, na Universidade de Breslau. Born, com a ajuda de seu assistente e ex-aluno Pascual Jordan, começaram imediatamente a fazer a transcrição e extensão, e eles apresentaram os seus resultados para publicação; o artigo foi recebido para publicação apenas 60 dias após o artigo de Heisenberg. Como consequência o artigo foi submetido para publicação antes do final do ano por todos os três autores. Uma breve revisão do papel da Born no desenvolvimento da formulação mecânica matricial , da mecânica quântica, juntamente com uma discussão sobre a fórmula chave envolvendo a não-comutatividade das amplitudes de probabilidade pode ser encontrada em um artigo de Jeremy Bernstein, Max Born e da Teoria Quântica. Um relato histórico e técnico detalhado pode ser encontrado em de Mehra e no livro de Rechenberg: "O Desenvolvimento Histórico da Teoria Quântica - Volume 3; e na "A formulação da mecânica matricial e suas modificações", 1925-1926.

Até este momento as matrizes eram raramente usadas pelos físicos; elas eram consideradas como pertencentes ao domínio da matemática pura. Gustav Mie as tinha usado em um artigo sobre a eletrodinâmica em 1912, e Born tinha usado as matrizes em seu trabalho sobre a teoria de cristais reticulados em 1921. Enquanto as matrizes foram utilizadas nestes casos, a álgebra de matrizes com a sua multiplicação, não entram em cena da mesma forma que eles as utilizaram na formulação da matriz na mecânica quântica.

Born como já observado tinha estudado a álgebra matricial de Rosanes, mas havia também estudado a teoria das equações integrais e formas quadráticas de Hilbert para um número infinito de variáveis, como ficou evidente a partir de uma citação por Born do trabalho de Hilbert (Contornos de uma teoria geral das equações integrais lineare publicado em 1912). Jordan também estava bem respaldado para a tarefa, por um número de anos ele havia sido assistente de Richard Courant em Göttingen, na preparação do livro de Courant e de David Hilbert “ Metódos da Matemàtica e Física I", que foi publicado em 1924. Este livro, fortuitamente, continha um grande número das ferramentas matemáticas necessárias para a continuação do desenvolvimento da mecânica quântica. Em 1926, John von Neumann tornou-se assistente de David Hilbert, e ele cunhou o termo espaço de Hilbert para descrever a álgebra e análise que foram usadas ​​no desenvolvimento da mecânica quântica.

Em 1927, Heisenberg foi nomeado professor catedrático de física teórica e chefe do Departamento de Física da Universidade de Leipzig. Ele deu a sua palestra inaugural em 1° de Fevereiro de 1928. Em seu primeiro artigo publicado em Leipzig, Heisenberg usou o princípio de exclusão de Pauli, para resolver o mistério de ferro magnetismo.

Em 1928, Albert Einstein indicou Heisenberg, Born e Jordan para o Prêmio Nobel de Física. O anúncio do Prêmio Nobel de Física de 1932, foi adiado até novembro de 1933. Foi nessa altura que foi anunciado que Heisenberg tinha ganho o Prémio de 1932, "pela criação da mecânica quântica", cuja aplicação entre outras levaram à descoberta das formas alotrópicas do hidrogênio e Erwin Schrödinger e Paul Adrien Maurice Dirac compartilharam o prêmio em1933, pela descoberta de novas formas produtivas da teoria atômica. Pode-se, com razão, Born perguntar: " por que não lhe foi concedido o prêmio em 1932, junto com Heisenberg - Bernstein ?" (deu algumas especulações sobre este assunto). Uma delas está relacionada com o fato de Jordan, aderir ao Partido Nazista em 1° de Maio 1933 e se tornar um membro das tropas de assalto do partido Nazista. Assim, a afiliação de Jordan ao partido e as ligações de Jordan e Born, pode ter afetado a chance de Born ao prêmio naquele momento. Bernstein também observa que quando Born ganhou o prêmio em 1954, Jordan ainda estava vivo, e o prêmio foi concedido pela interpretação estatística da mecânica quântica, atribuível sozinho para Born.

A reação de Heisenberg para Born, por Heisenberg receber o Prémio de 1932 e por Born receber o Prêmio em 1954, também são instrutivas para avaliar se o Nobel de 1932, deveria ser dividido entre Born e Heisenberg. Em 25 de Novembro de 1933, Born recebeu uma carta de Heisenberg em que ele disse que o envio dessa carta tinha sido adiado devido a uma "má consciência, que só ele tinha recebido o prêmio para o trabalho feito em Göttingen em colaboração com você, Jordan e eu". Heisenberg chegou a dizer que a contribuição de Born e Jordan para a mecânica quântica não pode ser alterada por "uma decisão errada do lado de fora". Em 1954, Heisenberg escreveu um artigo em homenagem Max Planck, por a sua visão em 1900. No artigo, Heisenberg creditou a Born e Jordan, a formulação matemática final da mecânica matricial e Heisenberg e passou a enfatizar o quão grande eram suas contribuições à mecânica quântica, que não foram "devidamente reconhecidos aos olhos do público".

No mandato de Heisenberg em Leipzig, a qualidade dos alunos de doutorado, pós-graduação e pesquisadores associados que trabalharam com Heisenberg é atestada pela aclamação mais tarde ganha por essas pessoas, em várias ocasiões, entre elas incluem: Erich Bagge, Felix Bloch, Ugo Fano, Siegfried Flügge, William Vermillion Houston, Friedrich Hund, Robert S. Mulliken, Rudolf Peierls, George Placzek, Isidor Isaac Rabi, Fritz Sauter, John C. Slater, Edward Teller, John Hasbrouck Van Vleck, Victor Weisskopf Frederick, Carl Friedrich von Weizsäcker, Gregor Wentzel e Clarence Zener.

Em 1928, o físico e matemático britânico Pam Dirac, havia obtido a equação da mecânica quântica, o que implicava a existência de elétrons positivos e pósitrons, mais tarde a ser nomeada onda relativista. No início de 1929, Heisenberg e Pauli apresentaram o primeiro de dois artigos que estabeleceram as bases para a teoria quântica de campos relativista; foram em uma turnê de palestras na China, Japão, Índia e Estados Unidos.

No início dos anos 1930, na Alemanha, o movimento Física alemã anti-semita e anti-física teórica, sobre a mecânica quântica e incluindo especialmente a teoria da relatividade. Foram aplicados no ambiente universitário, os fatores políticos tinham prioridade sobre o conceito historicamente usual da capacidade acadêmica, apesar dos mais proeminentes defensores da capacidade acadêmica terem sidos os prêmios Nobel de Física Philipp Lenard e Johannes Stark.

Em 1932, de uma fotografia câmara de nuvem de raios cósmicos, o físico norte-americano Carl David Anderson, identificou uma faixa como tendo sido feita por um pósitron.

Pouco depois da descoberta do nêutron por James Chadwick em 1932 Heisenberg apresentou o primeiro de três artigos em seu modelo de nêutron-próton do núcleo. Por esse trabalho ele foi agraciado com o Prêmio Nobel de Física 1932. Em meados de 1933, Heisenberg apresentou sua teoria do pósitron. Seu pensamento sobre a teoria de Dirac e o desenvolvimento da teoria, foi estabelecida em dois artigos. A primeira comentava sobre a teoria do pósitron de Dirac (observações sobre a teoria de Dirac de pósitrons), que publicou em 1934, e a segunda, as consequências da teoria de Dirac de pósitrons, que publicou em 1936. Nestes artigos Heisenberg foi o primeiro a reinterpretar a equação de Dirac como uma equação de campo "clássico" para qualquer partícula ponto de rotação h / 2, ela própria sujeita a condições de quantização, envolvendo anti-comutadores. Portanto reinterpretando como uma equação de campo (quantum) com precisão descrevendo elétrons, Heisenberg colocar em a matéria em pé de igualdade, com o Eletromagnetismo. Descrito como sendo equações quânticas de campo relativistas permitiram a possibilidade de criação de partículas e destruição. (Hermann Weyl, já havia descrito isso em uma carta de 1929, para Einstein).

Em meados de 1936, Heisenberg apresentou sua teoria de chuveiros de raios cósmicos em dois artigos. Mais quatro artigos foram publicados nos próximos dois anos.

Depois que Adolf Hitler chegou ao poder em 1933, Heisenberg foi atacado pela imprensa como um "White judeu" por elementos do movimento "Física Alemã", por sua insistência em ensinar sobre os artigos de cientistas judeus. Como resultado, ele ficou sob investigação por parte da SS. Esta foi mais uma tentativa de nomear Heisenberg, como sucessor de Arnold Sommerfeld na Universidade de Munique.

Em 1º de abril de 1935, o eminente físico teórico Arnold Sommerfeld, assessor do doutorado de Heisenberg na Universidade de Munique, alcançou o status de emérito. No entanto, Sommerfeld permaneceu em sua cadeira durante o processo de seleção para o seu sucessor, que durou até 1° de Dezembro de 1939. O processo foi moroso devido a diferenças acadêmicas e políticas entre a seleção da faculdade de Munique e a do Ministério de Educação do Reich e os adeptos da física alemã, que eram anti-semitas e tinha um preconceito contra a física teórica, a mecânica quântica e a teoria da relatividade especial.

Em 1935, a Faculdade de Munique elaborou uma lista de candidatos para substituir Sommerfeld como professor; e Professor de Física Teórica e diretor do Instituto de Física Teórica da Universidade de Munique. Havia três nomes na lista: Werner Heisenberg, que recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1932, Peter Debye, que recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1936, e Richard Becker (todos ex-alunos de Sommerfeld).

No entanto, os defensores da Física Alemã lançaram ataques brutais contra os físicos teóricos principais, incluindo Arnold Sommerfeld e Heisenberg. Em 29 de junho de 1936, um jornal do Partido Nacional-Socialista publicou uma coluna atacando Heisenberg. Em 15 de julho de 1937, ele foi atacado em um jornal da SS (este foi o início do que é chamado do caso Heisenberg).

A Faculdade de Munique, que estava firmemente por atrás da nomeação desses candidatos, tinha Heisenberg como sua primeira escolha, contudo os apoiantes da Física Alemã e elementos do Ministério de Educação do Reich, tinham sua própria lista de candidatos e a batalha se arrastou por mais de quatro anos. Durante este tempo, Heisenberg dedicou sob o ataque vicioso pelos defensores Física alemães. Um ataque que publicou em Das Schwarze Korps, o jornal da SS chefiada por Heinrich Himmler. Nele, Heisenberg era chamado de judeu branco (ou seja, um ariano que age como um judeu) e que deveria desaparecer. Estes ataques foram levados a sério, como os judeus eram violentamente atacados e presos, Heisenberg retrucou com um editorial e uma carta para Himmler, em uma tentativa de resolver esta questão e recuperar sua honra.

Durante a investigação SS de Heisenberg, três investigadores tinham formação em física. Ele tinha participado no exame de doutoramento de um deles na Universidade de Leipzig. O mais influente dos três era Johannnes Juilfs. Durante a investigação, eles se tornaram adeptos de Heisenberg, bem como sua posição contra as políticas ideológicas do movimento Física alemão, em Física Teórica e suas visões acadêmicas.

Nesta altura, a mãe de Heisenberg visitou a mãe de Himmler. As duas mulheres conheciam-se uma a outra, como avô materno de Heisenberg e pai de Himmler eram reitores e membros de um clube de caminhada da Baviera. Himmler resolveu o caso Heisenberg, enviando duas cartas, uma para o líder da SS Reinhard Heydrich e um para Heisenberg, ambas em 21 de julho de 1938. Na carta de Heydrich, Himmler disse que a Alemanha não podia se dar ao luxo de perder ou silenciar Heisenberg, porque ele seria útil para educar uma geração de cientistas. Para Heisenberg, Himmler disse que a carta veio por recomendação de sua família e ele advertiu Heisenberg para fazer uma distinção entre os resultados profissionais da investigação física e as atitudes pessoais e políticas, dos cientistas envolvidos. A carta resposta de Heisenberg foi assinada com as palavras finais (“Com saudações amigas, Heil Hitler!").

Mesmo não sendo escolhido como sucessor de Sommerfeld, Heisenberg foi reabilitado perante a comunidade de física durante o Terceiro Reich. No geral, o caso Heisenberg foi uma vitória para os padrões acadêmicos e o profissionalismo. No entanto a nomeação de Wilhelm Müller para substituir Sommerfeld, foi uma vitória política sobre padrões acadêmicos. Müller que não era um físico teórico, não tinha nada publicado em uma revista física e não era membro da Sociedade Alemã de Física; sua nomeação foi o Considerada disfarce prejudicial para educar os físicos teóricos.

Em janeiro de 1937 Heisenberg encontrou Elisabeth Schumacher (1914-1998) em um recital de música privada. Elisabeth era filha de um professor de economia bem conhecido Berlim, e seu irmão foi o economista EF Schumacher, autor de Small is Beautiful. Heisenberg casou-se com ela em 29 de abril. O primeiro nascimento foram de gêmeos fraternos Maria e Wolfgang, em janeiro de 1938, após o que Wolfgang Pauli felicitou Heisenberg em sua "criação de par", um jogo de palavras com um processo de física de produção de pares partículas elementares. Eles tiveram mais cinco filhos durante os próximos 12 anos: Barbara, Christine, Jochen, Martin e Verena (Jochen tornou-se um professor de física na Universidade de New Hampshire).

Em junho de 1939, Heisenberg comprou uma casa de verão de para família em Urfeld am Walchensee, no sul da Alemanha. Ele, também, viajou para os Estados Unidos em junho e julho, visitando Samuel Abraham Goudsmit, da Universidade de Michigan em Ann Arbor. No entanto, Heisenberg recusou o convite para emigrar para os Estados Unidos feito por Goudsmit .

Em dezembro de 1938 os químicos alemães Otto Hahn e Fritz Strassmann, enviaram um manuscrito a Naturwissenschaften relatando que eles haviam detectado o elemento Bário, após o bombardeamento de urânio com nêutrons; ao mesmo tempo eles comunicaram estes resultados para Lise Meitner, que em julho do mesmo ano fugira para a Holanda e depois para a Suécia.

Meitner e seu sobrinho Otto Robert Frisch, corretamente interpretaram estes resultados como sendo fissão nuclear, o que Frisch confirmou experimentalmente em 13 de janeiro de 1939.

Em 1939, pouco depois da descoberta da fissão nuclear, o projeto de energia nuclear alemã, também conhecido como o clube do Urânio tinha começado. Heisenberg foi um dos principais cientistas que conduziram a investigação e o desenvolvimento no projeto.

Paul Harteck o diretor do Departamento de Físico-Química da Universidade de Hamburgo e Assessor do Departamento de Material Bélico do Exército. Em 24 de Abril de 1939, juntamente com seu assistente Wilhelm Groth, Harteck fez contato com o Ministério da Guerra do Reich para alertá-los sobre o potencial de aplicações militares das reações nucleares em cadeia. Dois dias antes, em 22 de Abril de 1939, depois de ouvir a leitura de um comunicado confidencial de Wilhelm Hanle, sobre o uso da fissão do urânio em uma máquina de urânio, ou seja reator nuclear), Georg Joos juntamente com Hanle, avisaram Wilhelm Dames, no Ministério da Educação do Reich das aplicações militares potenciais de energia nuclear. A comunicação foi transmitida a Abraão Esaú, chefe da seção de pesquisas físicas de física do Reich. O Conselho de Pesquisa do Reich, em 29 de abril, reuniu um grupo, organizado por Esaú, para discutir o potencial de uma reação nuclear em cadeia sustentada.

O grupo incluía os físicos Walther Bothe, Robert Döpel, Hans Geiger, Wolfgang Gentner (provavelmente enviado por Walther Bothe), Wilhelm Hanle, Gerhard Hoffmann e Georg Joos; Peter Debye foi convidado, mas ele não compareceu. Depois disso, o trabalho informal começou na Universidade Georg-August de Göttingen por Joos, Hanle e seu colega Reinhold Mannfopff; O grupo de físicos era informalmente conhecido como o primeiro Clube de Urânio e formalmente como trabalho comunitário de Física Nuclear. O trabalho do grupo foi descontinuado em agosto de 1939 Quando três deles foram chamados para treinamento militar. O segundo Clube de Urânio, começou depois que o Serviço de material Bélico do Exército expulsou o Conselho de Pesquisa do Reich, para fora do Ministério de Educação do Reich e iniciou o projeto de energia nuclear alemão formal sob os auspícios dos militares. O segundo Clube do Urânio foi levada a cabo em 1° de setembro de 1939, o dia do início da Segunda II Guerra Mundial e teve sua primeira reunião em 16 de setembro de 1939. O encontro foi organizado por Kurt Diebner, assessor do Serviço de Material Bélico do Exército e realizada em Berlim. Entre os convidados foram incluídos Walther Bothe, Siegfried Flügge, Hans Geiger, Otto Hahn, Paul Harteck, Gerhard Hoffmann, Josef Mattauch e Georg Stetter. A segunda reunião foi realizada logo em seguida e incluiu Klaus Clusius, Robert Döpel, Werner Heisenberg e Carl Friedrich von Weizsäcker.Também nessa época, o Instituto Kaiser-Wilhelm K de Física, após a Segunda Guerra Mundial, o Instituto Max Planck de Física, em Berlim-Dahlem, foi colocado sob o comando do Serviço de Material Bélico do Exército tendo Diebner como o diretor administrativo e o controle militar da pesquisa nuclear começou.

De 15 a 22 de setembro de 1941, Heisenberg viajou para Copenhague ocupada pelos alemães para palestrar e discutir a pesquisa nuclear e física teórica com Niels Bohr.

Em 26 de Fevereiro de 1942, Heisenberg apresentou uma palestra para Funcionários do Reich, na aquisição de energia de fissão nuclear, depois que o Exército retirou a maior parte de seu financiamento.

Quando se tornou aparente que o projeto de energia nuclear não iria dar uma contribuição decisiva para acabar com o esforço de guerra a curto prazo, o controle do Instituto Kaiser Guilherme de Física (KWIP) retornou em janeiro de 1942, para sua organização guarda-chuva, a sociedade Kaiser Guilherme sob os auspícios do Conselho de pesquisas do Reich, tendo o Departamento do material Bélico do Exército renunciado a direção do projeto nuclear alemão. O projeto de energia nuclear manteve seu importante esforço de guerra, continuando a designação e financiamento vindo dos militares. No entanto o Projeto alemão de Energia Nuclear, foi em seguida repartido pelas áreas principais: urânio e a produção de água pesada, a separação de isótopos de urânio e a máquina de urânio (reator nuclear). Assim o projeto dividiu-se entre uma série de Institut, onde os diretores dominaram a pesquisa e definira as suas próprias agendas de investigação O pessoal e as instalações dominantes foram as seguintes:

Instituto de Física (Walther Bothe) do Instituto Kaiser Wilhelm de Pesquisa Médica Instituto de Química Física (Klaus Clusius) na Universidade de Munique

Estação de teste em Gottow (Kurt Diebner)

Kaiser Wilhelm no Instituto de Química (Otto Hahn)

Departamento de Química Física (Paul Harteck), da Universidade de Hamburgo

Kaiser Wilhelm no Instituto de Física (Werner Heisenberg)

Segundo Instituto de Física Experimental (Hans Kopfermann) da Universidade Georg-August de Göttingen,

Auergesellschaft (Nikolaus Riehl) e Georg Stetter, do segundo Instituto de Física na Universidade de Viena.

Heisenberg foi nomeado diretor em residência do KWIP, em 1 de Julho 1942. Como Peter Debye era oficialmente o diretor e estava de licença nos Estados Unidos (Debye tinha ido em licença, ele era um cidadão dos Países Baixos e se recusou a tornar-se um cidadão alemão). Quando o departamento de Material Bélico do Exército assumiu o controle administrativo do Instituto Kaiser Guilherme para Física, Heisenberg ainda mantinha o seu Departamento de Física na Universidade de Leipzig, onde o trabalho era feito pelo Cube do Urânio sob a direção Robert Dopel e sua esposa Klara Döpel. Durante o período de Kurt Diebner administrou o Instituto Kaiser Guilherme para Física (KWIP), no âmbito do programa do Departamento de Material Bélico do Exército ( HWA), uma considerável animosidade pessoal e profissional desenvolveu-se entre Diebner e o círculo interno Heisenberg ( Heisenberg, Karl Wirtz, e Carl Friedrich von Weizsäcker). O Clube do Urânio foi transferido para o Conselho de Pesquisa do Reich (RFR), em julho de 1942. Em 04 de junho 1942, Heisenberg foi convocado a informar a Albert Speer, ministro do armamento da Alemanha, sobre as perspectivas para converter a investigação do Clube do Urânio para o desenvolvimento de armas nucleares. Durante a reunião, Heisenberg disse a Speer que uma bomba não poderia ser construída antes de 1945 e exigiria recursos monetários e de mão de obra significativas. Cinco dias depois, em 9 de Junho de 1942, Adolf Hitler emitiu um decreto para a reorganização do Conselho de pesquisa do Reich, como uma entidade jurídica autónoma no âmbito do Ministério do Reich para Armamento e Munição; o decreto nomeou o Marechal de Campo do Reich Hermann Göring, como presidente.

Quando ficou claro que o projeto de energia nuclear não iria dar um contribuição decisiva para acabar com o esforço de guerra a curto prazo, o controle do KWIP foi devolvida em janeiro de 1942, a sua organização guarda-chuva, a Sociedade Kaiser Guilherme, e o controle do Material Bélico do Exército (HWA) do projeto, foi devolvido ao Conselho de pesquisa do Reich (RFR em julho de 1942.

Estava no auge, quando o exército abandonou seu controle do projeto de energia nuclear alemã, em relação ao número de pessoal que dedicavam o seu tempo para o esforço do desenvolvimento do projeto. Havia apenas cerca de 70 cientistas que trabalhavam no projeto, com cerca de 40 dedicando mais de metade do seu tempo à investigação fissão nuclear. Depois disso, o número de cientistas que trabalhavam no domínio da fissão nuclear diminuiu drasticamente, muitos dos cientistas não trabalharam com os principais institutos em fissão nuclear,mas para trabalhos mais prementes relacionados a guerra.

Ao longo do tempo o Departamento de Material Bélico do Exército (HWA) e em seguida o Conselho de pesquisa do Reich ( RFR) controlaram o projeto alemão de energia nuclear. As Pessoas Mais Influentes do projeto foram Kurt Diebner, Abraham Esau, Walther Gerlach e Erich Schumann. Schumann era um dos físicos mais poderosas e influentes na Alemanha, ele era o diretor do Departamento de Física II na Universidade Frederico Guilherme William (mais tarde Universidade de Berlim), que foi autorizada e financiada pelo Alto Comando do Exército para conduzir projetos de pesquisa de física. Ele era também o Chefe do Departamento de pesquisa do Departamento de Material Bélico do Exército ( HWA), secretário-assistente do Departamento de Ciência do Lato Comando Alemão (OKH) e o plenipotenciário pesquisas de altos explosivos. Diebner ao longo da vida do projeto de energia nuclear, tinha mais controle sobre a pesquisa fissão nuclear do que Walther Bothe, Klaus Clusius, Otto Hahn, Paul Harteck ou Werner Heisenberg.

Em setembro de 1942, Heisenberg apresentou o seu primeiro artigo de uma série de três partes sobre a matriz de dispersão, ou S-matriz em física de partículas elementares. Os dois primeiros trabalhos foram publicados em 1943 e o terceiro em 1944. A Matriz S descrevia apenas partículas observáveis, ou seja os estados de partículas incidentes em um processo de colisão, os estados da aquelas que emerge do Colisão e estados ligados estáveis; não havia nenhuma referência aos estados intermédios. Este foi o mesmo precedente, de 1925 no acabou por ser a base da formulação da matriz da mecânica quântica somente através do uso das partículas observáveis.

Em fevereiro de 1943, Heisenberg foi nomeado para a Cátedra de Física Teórica na Universidade Frederico Guilherme (hoje, a Universidade Humboldt de Berlim). Em abril a sua eleição para a Academia Prussiana de Ciências foi aprovada. No mesmo mês, ele se mudou com sua família para o seu retiro em Urfeld devido ao aumento do bombardeio aliado em Berlim. No verão, ele despachou a nata de sua equipe no Instituto Kaiser Wilhelm de Física, para Hechingen e sua cidade vizinha de Haigerloch, na orla da Floresta Negra, pelas mesmas razões. A partir de outubro 18 a 26, ele viajou para a Holanda ocupada pelos alemães. Em dezembro de 1943, Heisenberg visitou a Polônia ocupada.

A partir de 24 janeiro a 4 fevereiro 1944, Heisenberg viajou para a Copenhague ocupada, depois que o Exército alemão confiscou Instituto de Física Teórica de Bohr. Ele fez uma curta viagem e voltou em abril. Em dezembro Heisenberg palestrou na neutra Suíça. O Escritório de Serviços Estratégicos dos Estados Unidos (embrião da futura CIA) enviaram o ex-jogador de Baseball e agente do OSS Morris Moe Berg, para assistir à palestra carregando uma pistola, com ordens para atirar em Heisenberg, se sua palestra indicasse que a Alemanha estava perto de concluir a bomba atômica. Moe Berg entrevistou vários físicos italianos buscando informações sobre Heisenberg e Karl Friederich von Weizsacker, como durante a palestra, Heisenberb não deu tal indicação, assim Berg decidiu não matá-lo, uma decisão mais tarde descrita por Moe Berg, como o seu próprio "princípio da incerteza".

Em janeiro de 1945, Heisenberg com a maior parte do resto de sua equipe, mudou-se do Wilhelm Instituto de Física Kaiser, para as instalações na Floresta Negra.

Operação Alsos foi um esforço aliado comandado pelo russo-americano coronel Boris T. Pash. O conselheiro científico da Operação Alsos foi o físico Samuel Goudsmit, ele foi selecionado para esta tarefa por causa de seu conhecimento de física, falava alemão, e conhecia pessoalmente um número de cientistas alemães que trabalham no projeto alemão de energia nuclear. Ele também sabia pouco do Projeto Manhattan, por isso se ele fosse capturado, ele teria pouco valor inteligência para os alemães.

Heisenberg tinha sido capturado e preso pelo coronel Pash no retiro de Heisenberg em Urfeld, em 3 de maio de 1945, no que foi uma verdadeira operação de tipo alpino em território ainda sob controle pelas forças alemãs. Ele foi levado para Heidelberg, onde, no dia 5 de maio, ele reviu Goudsmit, a quem visitara em Ann Arbor em 1939 e cujo convite recusara de emigrar para os Estados Unidos. Alemanha se rendeu apenas dois dias depois. Heisenberg não viu sua família novamente por oito meses. Heisenberg foi movido em toda a França e Bélgica e voou para a Inglaterra em 03 de julho de 1945.

Heisenberg estabeleceu-se em Göttingen, também na zona britânica. Em julho, ele foi nomeado diretor do Instituto Kaiser-Guilherme de Física, então localizado em Göttingen. Pouco tempo depois, ele foi rebatizado como Instituto de Física Max Planck em homenagem a Max Planck e para amenizar objeções políticas para a continuação do instituto. Heisenberg foi seu diretor até 1958. Em 1958, o instituto foi transferido para Munique, ampliado e rebatizado como Instituto Max-Planck de Física e Astrofísica . Heisenberg foi seu diretor 1960 a 1970; nesse período, Heisenberg e o astrofísico Ludwig Biermann foram co-diretores. Heisenberg renunciou ao seu cargo de diretor, em 31 de dezembro de 1970. Após a mudança para Munique, Heisenberg também se tornou um professor ordinário na Universidade de Munique.

Em 1947, Heisenberg apresentou palestras em Cambridge, Edimburgo e Bristol. Heisenberg também contribuiu para a compreensão do fenômeno da supercondutividade com um papel em 1947 e dois artigos em 1948, um deles com Max von Laue.

No período logo após a Segunda Guerra Mundial, Heisenberg brevemente voltou ao assunto de sua tese de doutorado, a turbulência. Três trabalhos foram publicados em 1948 e um em 1950.

No período pós-guerra, Heisenberg continuou seus interesses em chuveiros de raios cósmicos com considerações sobre a produção múltipla de mésons. Ele publicou três trabalhos em 1949, dois em 1952 e um em 1955.

Em 9 de março de 1949, Conselho de Pesquisa Alemão foi estabelecido pela Sociedade Max-Planck Max Planck Society, organização sucessora da sociedade Kaiser-Guilherme. Heisenberg foi nomeado presidente do Conselho de Pequisa Alemão. Em 1951, a organização foi fundido com a Associação Emergência da Ciência alemão e nesse mesmo ano renomeada Fundação Alemã de Pesquisa. Com a fusão, Heisenberg foi nomeado para a presidência.

Em 1952, Heisenberg serviu como o presidente da Comissão de Física Atômica, também nesse mesmo ano, ele liderou a delegação alemã ao Conselho Europeu para a Investigação Nuclear.

Em 1953, Heisenberg foi nomeado presidente da Fundação Alexander von Humboldt, por Konrad Adenauer. Heisenberg serviu até 1975. Além disso, a partir de 1953, o trabalho teórico de Heisenberg concentrou-se na teoria do campo unificado de partículas elementares.

No final de 1955 a início de 1956, Heisenberg deu as Palestras Gifford na Universidade de St. Andrews, na Escócia, sobre história intelectual da física. As palestras foram publicadas mais tarde como Física e Filosofia: A Revolução na ciência moderna.

Durante 1956 e 1957, Heisenberg foi o presidente do Grupo de Trabalho de Física Nuclear e da segunda comissão de Investigação e Desenvolvimento Alemã de Energia Atômica. Outros membros do Grupo de Trabalho Física Nuclear, tanto em 1956 e 1957 foram: Walther Bothe, Hans Kopfermann (vice-presidente), Fritz Bopp, Wolfgang Gentner, Otto Haxel, Willibald Jentschke, Heinz Maier-Leibnitz, Josef Mattauch, Wolfgang Riezler, Wilhelm Walcher e Carl Friedrich von Weizsäcker. Wolfgang Paul também foi um membro do grupo durante o ano de 1957.

Em 1957, Heisenberg foi um dos signatários do manifesto do Göttinger.

A partir de 1957, Heisenberg estava interessado na física dos plasmas e do processo de fusão nuclear. Ele também colaborou com o Instituto Internacional de Física Atômica em Genebra. Ele era um membro do Comitê de Política Científica do Instituto, e durante vários anos foi presidente do Comitê.

Heisenberg morreu de câncer dos rins e vesícula biliar em sua casa, em 01 de Fevereiro de 1976. Na noite seguinte, seus colegas e amigos caminharam em sua memória do Instituto de Física para sua casa e cada um colocou uma vela perto da porta da frente. Ele está enterrado em Munique Waldfriedhof.

Honrarias e prêmios:

Doutorados honorários

Doutoramentos honoris causa da Universidade de Bruxelas , da Universidade Tecnológica de Karlsruhe e da Universidade de Budapeste.

Ordem do Mérito da Baviera

Prêmio Guardini Romano

Grã-Cruz por Serviços Federais com estrela

Cavaleiro da Ordem de Mérito (classe Civil)

Eleito membro estrangeiro da Royal Society em 1955 [1]

Membro das Academias de Ciências de Göttingen, Baviera, Saxônia, Prússia, Suécia, Roménia, Noruega, Espanha, Países Baixos, Roma (Pontifícia), a Academia Alemã de Ciências Leopoldina (Halle), a Academia dei Lincei (Roma), e a Academia Americana de Ciências.

1932 - Prêmio Nobel de Física para a criação da mecânica quântica, cuja aplicação nomeadamente, levou à descoberta das formas alotrópicas do hidrogênio.

1933 - Medalha Max Planck da Sociedade Alemã de Física Planck.

Bibliografia:

Cassidy, David C. "Werner Heisenberg: A Bibliography of His Writings, 1922–1929, Expanded Edition.

Ludovico, Anna (2001). Effetto Heisenberg. La rivoluzione scientifica che ha cambiato la storia. Roma: Armando. p. 224.

ISBN 88-8358-182-2. (Efeito Heisenberg . A revolução que mudou a história)

(1949) [1930]. The Physical Principles of the Quantum Theory. Translators Eckart, Carl; Hoyt, F.C. Dover. ISBN 0486601137.

(1989) Encounters with Einstein: And Other Essays on People, Places, and Particles. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-02433-2.