125 jaar kwantummechanica: de doorbraak van Heisenberg verandert fysica!

125 jaar kwantummechanica: de doorbraak van Heisenberg verandert fysica!

Göttingen, Deutschland - In 2025 werd de kwantummechanica 100 jaar oud, een mijlpaal die werd geïnitieerd door het baanbrekende artikel "over kwantumtheoretische herinterpretatie van kinematische en mechanische relaties" door Werner Heisenberg op 29 juli 1925 in het "Journal of Physics". Heisenberg, pas 23 jaar oud en assistent bij het Göttingen Institute for Theoretical Physics, bracht een revolutie teweeg in het begrip van de nucleaire wereld. Volgens de Duitse fysieke samenleving (DPG) was dit werk de eerste stap in een consistente theorie die onze kennis van de kleinste bouwstenen van materie fundamenteel zou moeten veranderen, terwijl klassieke wetten in toenemende mate mislukten. De DPG benadrukt dat de kwantummechanica een "mysterieus proces" zijn in de geschiedenis van de wetenschap omdat het niet gebaseerd is op een enkele ontdekking, maar het resultaat was van collectieve inspanningen.

De opkomst van kwantummechanica

De door Heisenberg ontwikkelde theorie was niet meteen begrijpelijk. Een vergelijking met een voetbalspel illustreert dit: terwijl de rivier van de bal zichtbaar is in een normaal spel, blijft de aanpak van Heisenberg in het donker, terwijl de bal in het doel komt. Zijn theorie circuleert fundamentele termen van klassieke mechanica en was gericht op meetbare variabelen zoals frequentie en intensiteit van de spectrale lijnen, wat cruciaal is voor de kwantumfysica. Samen met zijn collega's Max Born en Pascual Jordan, formuleerde Heisenberg een complexe wiskundige structuur in het beroemde "Three -Man -werk", die de basis vormde voor kwantummechanica.

De door Heisenberg geïnitieerde theorieën lieten andere uitstekende fysici, zoals Albert Einstein en Niels Bohr. Terwijl Einstein sprak over "Witchinemein" om de complexiteit en onvoldoendeheid van de aanpak van Heisenberg te bekritiseren, presenteerde Louis de Broglie zijn golfhypothese die een revolutie teweegbracht in de aard van het elektron. Ook in de daaropvolgende jaren werd aanzienlijke vooruitgang geboekt, bijvoorbeeld door de Schrödinger -vergelijking, die de golfmechanica de wiskundige toepasbaarheid van de kwantummechanica heeft opgericht en bevestigd.

De leringen van Heisenberg hebben nog steeds een aanzienlijke impact op de basisprincipes van de moderne fysica, zelfs als de kwantummechanica van aard nog steeds als mysterieus wordt beschouwd. Natuurkundigen wereldwijd bouwen voort op de concepten van kwantummechanica en gebruiken ze in gebieden zoals kwantumcomputers en cryptografie, die de tweede kwantumrevolutie worden genoemd. Deze technologieën op basis van de regels van de kwantummechanica hebben de potentiële, vergelijkbare sociale omwentelingen om de eerste kwantumrevolutie te veroorzaken met de ontwikkeling van transistoren en lasers. Volgens Nature blijft de kwantummechanica een van de best geteste en tegelijkertijd het meest geruzzers van de fysica.