“Werner Heisenberg, primeiros tempos: 100 anos da sua defesa de doutorado em Munique”.
Quando se formou no ensino médio, Werner Heisenberg pretendia se dedicar à matemática pura, realizando um seminário de pesquisa avançada que o levaria a obter um diploma. Para obtê-lo, na Alemanha, era preciso ser aceito por um professor. Heisenberg pediu a seu pai, professor de história bizantina na Universidade de Munique, que marcasse uma entrevista com seu colega, o matemático Ferdinand von Lindemann.
Este era um nome bem conhecido no campo da teoria dos números por ter demonstrado a transcendência de π e parecia ser o Doktorvater (como eram chamados os orientadores de tese) ideal para Heisenberg. Como favor ao pai, Lindemann, já idoso, concordou em se encontrar com o jovem, recebendo-o num escritório mal iluminado, onde um poodle preto estava empoleirado na mesa. Quando Werner começou a falar, o poodle latiu tanto que a conversa ficou impossível. Por fim, Lidemann perguntou quais textos ele havia estudado e após ouvir nomes como Bachmann e Weyl, respondeu, talvez procurando uma desculpa: “Nesse caso está claro que matemática não é para você”.
Após esta recusa a escolha da entrevista recaiu sobre Arnold Sommerfeld, que ficou surpreso ao saber que Heisenberg havia lido Weyl, e imediatamente o aceitou em seu seminário de pesquisa com uma frase de encorajamento (se é que se pode chamar assim):
“Pode ser que você saiba alguma coisa e pode ser que você não saiba nada. Vamos ver.”
Heisenberg interagiu assim com a física teórica.
Naquela época, em Munique, a física era administrada por dois personagens extremamente diferentes: a pesquisa teórica era confiada, obviamente, a Sommerfeld, enquanto a pesquisa experimental era liderada por Wilhelm “Willy” Wien, ganhador do Prêmio Nobel de física em 1911. Wien representava plenamente a grande Munique. tradição da física experimental, que no passado acolheu figuras ilustres como Wilhelm Röntgen, mas quando Heisenberg chegou a teoria encontrou novo vigor. Munique foi um dos poucos institutos de física teórica em toda a Alemanha que conduziu pesquisas no campo da teoria quântica.
Sommerfeld era o que se poderia chamar de Mestre: tinha grande interesse pelos alunos que lhe foram confiados, tratando-os com dignidade, dispensando conselhos paternos e até ajudando-os financeiramente quando a forte inflação alemã estava a afetar todo o país. Porém, tudo isso foi acompanhado de um inevitável processo de seleção. Ele envolveu os alunos desde cedo no campo da pesquisa, dando aos calouros tarefas menos exigentes (verificar seus cálculos, analisar dados e corrigir trabalhos) e dando aos alunos mais velhos tarefas progressivamente mais complexas. O próprio Heisenberg lembrou que de vez em quando Sommerfeld aparecia e dizia: “Não consigo encontrar uma solução para este problema. Experimente um pouco.”
Heisenberg, apesar de algumas reservas iniciais, inscreveu-se em todos os cursos e atividades dirigidos por Sommerfeld. No entanto, os estudantes de física e matemática também foram direcionados para o curso de física experimental de Wilhelm Wien. Este último não desprezava completamente a física teórica (no passado dedicou-se a ela com entusiasmo), mas considerava a investigação experimental decididamente mais importante. No entanto, havia rixa entre os dois físicos, então Sommerfeld ordenou que seus alunos se matriculassem novamente nos cursos de treinamento laboratorial de Wien antes dos exames finais. Wolfgang Pauli, que já havia passado pelo mesmo processo algum tempo antes, não encontrou nenhuma dificuldade particular, ao contrário de Heisenberg que não prestou especial atenção ao assunto. Seu pai também lhe escreveu uma carta “Por favor, não negligencie a física experimental!”.
A escolha do tema da tese, a conselho de Sommerfeld, voltou-se para a hidrodinâmica. Heisenberg estudou a transição do fluxo laminar para o fluxo turbulento para líquidos canalizados e abordou o problema com várias técnicas de aproximação e simplificação. O problema foi examinado experimentalmente por outro ex-aluno de Sommerfeld, Ludwig Hopf, mas ninguém ainda havia identificado a transição precisa para a turbulência. Em 1924, o matemático Fritz Noether (irmão mais novo de Emmy) contestou os resultados obtidos por Werner, permanecendo controverso até a verificação experimental, que ocorreu apenas vinte e cinco anos depois. Heisenberg não publicou mais nada sobre hidrodinâmica até 1946.
De acordo com a regulamentação em vigor na época, em Munique uma tese tinha que passar por um rigoroso processo de seleção. Sommerfeld estava preocupado com o fato de a solução apresentada por Heisenberg ser aproximada e incompleta, mas argumentou vigorosamente que as equações envolvidas eram tão complicadas que mesmo soluções aproximadas eram suficientes para uma tese de mestrado. Ele também escreveu:
“Ao enfrentar o problema, ele demonstra mais uma vez suas extraordinárias habilidades: domínio completo do aparato matemático e ousada percepção física. Eu não teria proposto um tópico dessa dificuldade a nenhum outro de meus alunos. Sou, portanto, a favor de aceitar este trabalho.”
Wien também se declarou a favor “embora possam surgir dúvidas do ponto de vista matemático face às considerações apresentadas”, enquanto os restantes membros não ofereceram qualquer resistência. A prova oral de Heisenberg foi marcada para as cinco da tarde do dia 23 de julho de 1923. A nota de graduação levou em consideração apenas essas provas e a dissertação, com nota variando de I (melhor) a IV (satisfatório).
Werner respondeu excelentemente às questões de matemática e física teórica, mas se saiu menos bem em astronomia. Foi um verdadeiro desastre com a física experimental. Wien ficou furioso quando Heisenberg não conseguiu encontrar o poder de resolução de um telescópio ou microscópio, tópicos que haviam sido amplamente abordados em palestras. Wien estava relutante em conceder o diploma a tal aluno e eclodiu uma discussão com Sommerfeld. No final, Heisenberg obteve nota III, uma média entre um I de Sommerfeld e um V (insuficiente) de Wilhelm Wien. Habituado a figuras brilhantes e a receber aplausos durante conferências, Heisenberg ficou terrivelmente triste com esta nota medíocre e nem compareceu à festa que Sommerfeld preparou em sua homenagem.
Heisenberg, uma introdução.
SP, 15 de novembro 2023
JJ Cherrin Fernandes
Werner Karl Heisenberg foi um físico teórico alemão que recebeu o Nobel de Física de 1932, “pela criação da mecânica quântica, cujas aplicações levaram à descoberta, entre outras, das formas alotrópicas do hidrogênio”. Wikipédia
Nascimento: 5 de dezembro de 1901, Wurtzburgo, Alemanha
Falecimento: 1 de fevereiro de 1976, Munique, Alemanha
Filhos: Martin Heisenberg, Christine Mann, Jochen Heisenberg, Wolfgang Heisenberg, mais
Prêmios: Prêmio Nobel de Física, Medalha Matteucci, Medalha Max Planck, mais
Influenciou: Carl Friedrich Von Weizsacker, Felix Bloch, Wolfgang Kroll, Manfred Eigen
Cônjuge: Elisabeth Heisenberg (de 1937 a 1976)