Max Born και ο εντοπισμός του κανόνα Born

Ο Max Born (11 Δεκεμβρίου 1882 - 5 Ιανουαρίου 1970) ήταν Γερμανός φυσικός ο οποίος διαδραμάτισε σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της κβαντικής μηχανικής. Είναι γνωστός για τον "κανόνα Born", ο οποίος παρέχει μια στατιστική ερμηνεία του κβαντική μηχανική και επέτρεψε στους ερευνητές στον τομέα να προβλέψουν τα αποτελέσματα με συγκεκριμένα στοιχεία πιθανότητες. Γεννήθηκε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 1954 για τις θεμελιώδεις συνεισφορές του στην κβαντική μηχανική.

Γρήγορα γεγονότα: Max Born

Ο Max Born γεννήθηκε στις 11 Δεκεμβρίου 1882 στο Breslau (τώρα Wroclaw) της Πολωνίας. Οι γονείς του ήταν ο Gustav Born, ένας εμβρυολόγος στο Πανεπιστήμιο του Breslau και ο Margarete (Gretchen) Kaufmann, του οποίου η οικογένεια εργάστηκε στα κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα. Γεννήθηκε είχε μια νεότερη αδελφή που ονομάστηκε Käthe.

Σε νεαρή ηλικία, ο Born παρακολούθησε το σχολείο στο Γυμνάσιο König Wilhelms στο Breslau, μελετώντας τη Λατινική, την Ελληνική, τη Γερμανική, την Ιστορία, τις Γλώσσες, τα Μαθηματικά και τη Φυσική. Εκεί, ο Born μπορεί να έχει εμπνευστεί από τον καθηγητή μαθηματικών του, Δρ Maschke, ο οποίος έδειξε στους μαθητές πώς λειτουργούσε η ασύρματη τηλεγραφία.

Οι γονείς του Born πέθαναν νωρίς: η μητέρα του όταν γεννήθηκε ήταν 4 ετών και ο πατέρας του λίγο πριν γεννηθεί τελείωσε το σχολείο στο Γυμνάσιο.

Στη συνέχεια, ο Born πήρε μαθήματα σε διάφορα θέματα επιστήμης, φιλοσοφίας, λογικής και μαθηματικών στο Breslau Πανεπιστήμιο από το 1901-1902, ακολουθώντας τις συμβουλές του πατέρα του να μην ειδικευτεί σε ένα θέμα πολύ σύντομα στο Κολλέγιο. Παρακολούθησε επίσης τα πανεπιστήμια της Χαϊδελβέργης, της Ζυρίχης και του Γκέτινγκεν.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Breslau είπαν στον Born τρεις καθηγητές μαθηματικών στο Göttingen - Felix Klein, David Hilbert και Hermann Minkowski. Ο γεννημένος γεννήθηκε χάρις του Klein λόγω της παράνομης συμμετοχής του στα μαθήματα, αν και αργότερα εντυπωσίασε τον Klein επιλύοντας ένα πρόβλημα σχετικά με την ελαστική σταθερότητα σε ένα σεμινάριο χωρίς να το διαβάσει βιβλιογραφία. Ο Klein κάλεσε το Born να εισέλθει σε διαγωνισμό βραβείων πανεπιστημίου με το ίδιο πρόβλημα στο μυαλό. Ο γεννημένος, ωστόσο, δεν πήρε μέρος αρχικά, παραβιάζοντας ξανά τον Klein.

Ο Born άλλαξε το μυαλό του και αργότερα εισήλθε, κερδίζοντας το Βραβείο Φιλοσοφικής Σχολής του Πανεπιστημίου του Breslau για το δικό του να εργαστεί για την ελαστικότητα και να αποκτήσει Διδακτορικό στα μαθηματικά σχετικά με το θέμα το 1906 με τον διδακτικό του σύμβουλο Carl Runge.

Γεννήθηκε αργότερα στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ για περίπου έξι μήνες, παρακολουθώντας διαλέξεις J. J. Thomson και ο Joseph Larmor. Επέστρεψε στο Γκέτινγκεν για να συνεργαστεί με τον μαθηματικό Hermann Minkowski, ο οποίος πέθανε μετά από μερικές εβδομάδες εξαιτίας μιας επιχείρησης για την σκωληκοειδίτιδα.

Το 1915, ο Born έλαβε θέση καθηγητή στο Πανεπιστήμιο του Βερολίνου. Ωστόσο, η ευκαιρία συνέπεσε με την έναρξη του Α Παγκοσμίου Πολέμου. Γεννήθηκε στη γερμανική αεροπορική δύναμη και εργάστηκε για να κυνηγήσει τον ήχο. Το 1919, μετά τον Α Παγκόσμιο Πόλεμο, ο Born έγινε καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Φρανκφούρτης.

Το 1921, ο Born επέστρεψε στο Πανεπιστήμιο του Göttingen ως καθηγητής, θέση που κατείχε για 12 χρόνια. Στο Göttingen, ο Born εργάστηκε στη θερμοδυναμική των κρυστάλλων, και στη συνέχεια πρωτοεμφανίστηκε κυρίως στην κβαντική μηχανική. Συνεργάστηκε με τον Wolfgang Pauli, τον Werner Heisenberg και με διάφορους άλλους φυσικούς, οι οποίοι θα έχουν επίσης πρωτοποριακές προόδους στην κβαντική μηχανική. Αυτές οι συνεισφορές θα βοηθούσαν να τεθούν τα θεμέλια της κβαντικής μηχανικής, ιδιαίτερα της μαθηματικής επεξεργασίας.

Ο Born είδε ότι κάποιοι από τους λογισμούς του Heisenberg ήταν ισοδύναμοι με την άλγεβρα της μήτρας, έναν φορμαλισμό που χρησιμοποιείται σήμερα στην κβαντική μηχανική. Επιπλέον, Born θεωρείται η ερμηνεία του Η κυματομορφή του Schrödinger, μια σημαντική εξίσωση για την κβαντομηχανική, που ανακαλύφθηκε το 1926. Αν και ο Schrödinger είχε δώσει έναν τρόπο να περιγράψει πώς η κυματοσυνάρτηση που περιγράφει ένα σύστημα άλλαξε με την πάροδο του χρόνου, δεν ήταν σαφές τι ακριβώς αντιστοιχούσε η κυματοσυνάρτηση.

Ο Born κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το τετράγωνο της κυματομορφής θα μπορούσε να ερμηνευτεί ως κατανομή πιθανοτήτων που θα προέβλεπε το αποτέλεσμα που έδωσε ένα κβαντικό μηχανικό σύστημα όταν μετρήθηκε. Αν και γεννήθηκε για πρώτη φορά αυτή την ανακάλυψη, γνωστή τώρα ως ο κανόνας Born, για να εξηγήσει πώς τα κύματα ήταν διάσπαρτα, εφαρμόστηκε αργότερα σε πολλά άλλα φαινόμενα. Ο Born βραβεύτηκε με το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 1954 για την εργασία του στον τομέα της κβαντικής μηχανικής, με ιδιαίτερη έμφαση στον κανόνα Born.

Το 1933, ο Born αναγκάστηκε να μεταναστεύσει λόγω της ανόδου του ναζιστικού κόμματος, γεγονός που προκάλεσε την αναστολή του καθηγητή του. Έγινε λέκτορας στο Πανεπιστήμιο του Cambridge, όπου συνεργάστηκε με την Infeld για την ηλεκτροδυναμική. Από το 1935-1936, έμεινε στο Bangalore της Ινδίας στο ινδικό ινστιτούτο επιστήμης και εργάστηκε με τον Sir C.V. Raman, ερευνητής που κέρδισε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 1930. Το 1936, ο Born έγινε καθηγητής φυσικής φιλοσοφίας στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, παραμένοντας εκεί για 17 χρόνια μέχρι την αποχώρησή του το 1953.

Γεννήθηκε κέρδισε πολλά βραβεία κατά τη διάρκεια της ζωής του, μεταξύ των οποίων:

• 1939 - Υποτροφία της Βασιλικής Εταιρείας
• 1945 - Gunning Victoria Jubilee Prize, από την Royal Society του Εδιμβούργου
• 1948 - Medal Max Planck, από τη Γερμανική Φυσική Εταιρεία
• 1950 - Medal Hughes, από την Royal Society του Λονδίνου
• 1954 - Βραβείο Νόμπελ στη Φυσική
• 1959 - Μεγάλο Σταυρό Αξίας με αστεριού της Τάξης της Αξίας, από τη Γερμανική Ομοσπονδιακή Δημοκρατία

Γεννήθηκε επίσης επίτιμο μέλος πολλών ακαδημιών, συμπεριλαμβανομένων των ρωσικών, ινδικών και βασιλικών ιρλανδικών ακαδημιών.

Μετά το θάνατο του Born, η Γερμανική Φυσική Εταιρεία και το Βρετανικό Ινστιτούτο Φυσικής δημιούργησαν το βραβείο Max Born, το οποίο απονέμεται ετησίως.

Μετά τη συνταξιοδότησή του, ο Born εγκαταστάθηκε στο Bad Pyrmont, ένα θέρετρο σπα κοντά στο Göttingen. Πέθανε στις 5 Ιανουαρίου 1970 σε νοσοκομείο στο Γκέτινγκεν. Ήταν 87 ετών.

Η στατιστική ερμηνεία της κβαντικής μηχανικής του Born ήταν πρωτοποριακή. Χάρη στην ανακάλυψη του Born, οι ερευνητές μπορούν να προβλέψουν το αποτέλεσμα μιας μέτρησης που εκτελείται σε ένα κβαντικό μηχανικό σύστημα. Σήμερα, ο κανόνας Born θεωρείται μία από τις βασικές αρχές της κβαντικής μηχανικής.

• Kemmer, Ν., Και Schlapp, R. "Max Born, 1882-1970".
• Landsman, Ν.Ρ. "Ο Κανόνας του Γεννημένου και η ερμηνεία του."
• O'Connor, J.J., and Robertson, Ε.Ρ. "Max Born."