kvantefysik er måske ikke det mest tilgængelige emne, men der er en god chance for, at du har hørt om nogle af dens elementære dele, som atomer. I begyndelsen af det 20.århundrede opdagede den danske fysiker Niels Bohr den grundlæggende atomstruktur—en positivt ladet kerne omgivet af kredsende elektroner—som lagde grunden til, hvordan vi forstår atomer i dag. Her er 13 ting, du måske ikke har kendt til Bohr.

1. HANS FAR BLEV NOMINERET TIL NOBELPRISER TRE GANGE PÅ TO ÅR.

Niels Bohr, født i København i 1885, blev opdraget i en familie, der værdsatte videnskab. Hans far Christian var professor i fysiologi ved Københavns Universitet, og han var ofte vært for medforskere i sit hjem for livlige diskussioner. Unge Niels og hans to søskende lyttede ofte, hvilket sandsynligvis inspirerede den unge studerendes fremtidige studier. Selvom han aldrig vandt, blev Christian Bohr nomineret til Nobelprisen af en kollega i 1907 og af to i 1908, alt sammen for sin forskning i respirationsfysiologi.

2. NIELS BOHR VAR EN STJERNESTUDENT, MEN EN MIDDELMÅDIG FORFATTER.

Bohr tilmeldte sig Gammelholm latinskole i en alder af 7 og klarede sig godt i alle sine klasser undtagen komposition. Ifølge Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet afleverede han engang et essay, der kun indeholdt to sætninger: “en tur i havnen: min bror og jeg gik en tur i havnen. Der så vi skibe lande og forlade.”

men ved gymnasiet korrigerede han fejl, som han opdagede i sine fysikbøger. Han udmærkede sig i de fleste af sine studier, og han dimitterede først i sin klasse. Senere i livet skrev han en række filosofiske skrifter om fysik efter at have overvundet sin ungdommelige modvilje mod udstilling.

3. HAN SATTE EKSPLOSIONER I SIT UNIVERSITETS KEMILABORATORIUM.

Bohr begyndte sine universitetsstudier i 1903 på den samme institution, der beskæftigede sin far, Københavns Universitet. Mens han oprindeligt studerede matematik og filosofi, vandt han en fysik konkurrence sponsoreret af Det Kongelige Danske Videnskabernes Selskab, og han snart ændret sin store til fysik. Bohr studerede andre områder, herunder uorganisk kemi, måske mindre vellykket: Han fik ry for at forårsage eksplosioner i laboratoriet og brød til sidst en rekordmængde glas på skolen. Han ville dog fortsætte med at tjene en kandidatgrad i 1909 og en doktorgrad i 1911 i fysik.

4. BOHR VAR UENIG MED SIN PROFESSORS “BLOMME BUDDING” TEORI.

efter eksamen fortsatte Bohr sine studier ved Cambridge University under J. J. Thomson, der havde opdaget elektronen i 1897. Thomson havde vendt sin opmærksomhed mod katodestråler, som derefter blev antaget at være en del af æteren—et teoretisk, vægtløst stof, der findes overalt i universet. Men til sidst bestemte han, at strålerne faktisk var partikler, der var endnu mindre end atomet ved at vise, at de kunne afbøjes af elektricitet. Dette fik Thomson til at foreslå “blomme budding” – strukturen af atomer, hvor negativt ladede elektroner er indlejret i en kugle med positivt ladet stof, som rosiner i en engelsk budding. Bohr ville senere modsige” blommepudding ” – strukturen med sin atommodel.

5. BOHR SPIKREDE DEN SANDE STRUKTUR AF ET ATOM I 1913.

efter at have fundet sit arbejde i strid med Thomsons, sluttede Bohr sig til Manchester University lab of Ernest Rutherford, som også havde studeret under Thomson. Rutherford havde opdaget atomkernen gennem et eksperiment, hvor han skød alfapartikler på et tyndt ark guldfolie. Fordi nogle af partiklerne sprang tilbage i stedet for at gå gennem guldet, bestemte han, at størstedelen af atomets masse skal være inden for en lille, central kerne, hvor elektronerne kredser omkring det.

dette blev grundlaget for hans arbejde med Bohr. Parret studerede atomets struktur, og Bohr fastslog, at Rutherfords model ikke må være helt korrekt. Ved fysikens love bør de kredsende elektroner i sidste ende gå ned i kernen og destabilisere atomet. Bohr justerede til sidst Rutherfords model ved at forklare, at elektronerne, der kredser om en positivt ladet kerne, kan hoppe mellem energiniveauer, hvilket stabiliserer atomerne.

6. HAN GRUNDLAGDE KØBENHAVNS INSTITUT FOR TEORETISK FYSIK.på baggrund af sin atomforskning hyrede Københavns Universitet Bohr som professor i teoretisk fysik i 1916, da han blot var 31 år gammel. Kort efter begyndte han at presse på for et nyt institut for sit felt, som ville give forskere fra hele verden mulighed for at samarbejde med danske forskere på et avanceret anlæg. Han fik godkendelse, og instituttet åbnede i 1921 med Bohr som direktør. (Hans matematiker bror Harald, en tidligere olympisk fodboldspiller, ville gå på at åbne universitetets matematiske Institut næste dør ni år senere.) I 1965 omdøbte universitetet anlægget til Niels Bohr Institutet, og i dag arbejder og studerer mere end 1000 ansatte og studerende der.

7. BOHR VANDT NOBELPRISEN PÅ SAMME TID—OG PÅ SAMME FELT-SOM ALBERT EINSTEIN.

Bohr og Einstein var ikke kun samtidige; de var gode venner, der deltog i en række samtaler om fysik i løbet af årtier, især på 1927 Solvay konferencer nu kendt som Bohr–Einstein debatter. De argumenterede for to meget forskellige holdninger til observationer af elektroner, der opfører sig som en partikel i nogle eksperimenter og en bølge i andre, selvom en elektron ikke burde være i stand til at være begge dele. Bohr teoretiserede begrebet komplementaritet for at forklare fænomenet—det vil sige noget kan være to ting på en gang, men vi kan kun observere en af disse ting ad gangen. Ved at etablere et grundlæggende princip for kvantemekanik argumenterede Bohr for, at observationen af partikler bringer dem til eksistens, som er kendt som Københavns fortolkning.Einstein hævdede på den anden side, at der findes partikler, uanset om vi aktivt observerer dem eller ej. (Forestil dig en meget kompleks version af spørgsmålet “hvis et træ falder i skoven”.) Selv med deres modsatte teorier blev begge tildelt Nobelprisen i fysik i 1922: Bohr for sin atommodel og Einstein for sit arbejde med den fotoelektriske effekt (i stedet for hans daværende kontroversielle relativitetsteori). Så hvordan modtog de to fysikere præmier for det samme i samme år? Einstein blev faktisk tildelt 1921-prisen et år for sent på grund af en teknisk karakter.

8. CARLSBERG BRYGGERIET GAV BOHR UBEGRÆNSET GRATIS ØL.

den danske ølgigant Carlsberg, kendt for at have sine egne laboratorier til at fremme studiet af naturvidenskab, da de relaterede til brygning, inviterede Bohr til at bo i sin æresbolig, et hus nær dets produktionsfaciliteter givet til en fortjent kunstner, videnskabsmand eller forfatter for livet. Det havde en hane forbundet direkte til bryggeriet for gratis øl. I 1932 flyttede Bohr og hans familie ind og blev i de næste 30 år.

den søde ejendomshandel var ikke Carlsbergs første interaktion med videnskabsmanden. Bryggeriets fundament hjalp Bohr med at betale for sin forskning i England og finansierede Institut for Teoretisk Fysik.

9. BOHR HJALP JØDISKE FORSKERE MED AT FLYGTE FRA FASCISTERNE—INDTIL HAN OGSÅ MÅTTE FLYGTE.

da fascisterne overstyrede Europa på højden af Anden Verdenskrig, hjalp Bohr forskere med at undslippe regimet i Tyskland ved at give dem finansiering, laboratorieplads og midlertidige hjem i København. Bohr selv blev tvunget til at flygte i 1943, efter at fascisterne overhalede sit land—Bohrs mor var jødisk, og hele hans familie blev forfulgt. De flygtede fra Danmark på en fiskerbåd på vej til Sverige, derefter blev Bohr og hans søn Aage smuglet til England i den tomme bugt i et britisk Myggebomberfly. I London konsulterede han de canadiske og britiske regeringers ultra-klassificerede program til udvikling af atomvåben, kodenavnet Rørlegeringer.

10. HAN BRUGTE ALIASET ” NICHOLAS BAKER.”

i 1939 havde amerikanske embedsmænd lært, at Tyskland forsøgte at bygge en atombombe. Fem år senere, USA. regeringen inviterede Bohr til at arbejde på Manhattan-projektet, dets tophemmelige program til udvikling af uran – og plutoniumbaserede atombomber med det formål at tvinge aksen nationer til at overgive sig. I to år samarbejdede Bohr med amerikanske og britiske fysikere ved Los Alamos National Laboratory ved at bruge navnet Nicholas Baker som cover. I 1944 skrev han til den britiske premierminister Churchill med en statusrapport:

“hvad der indtil for få år siden kan betragtes som en fantastisk drøm, realiseres i øjeblikket inden for store laboratorier og enorme produktionsanlæg, der i hemmelighed er opført i nogle af de mest ensomme regioner i USA. Der er en større gruppe fysikere end nogensinde før indsamlet til et enkelt formål, der arbejder hånd i hånd med en hel hær af ingeniører og teknikere, forbereder nye materialer, der er i stand til en enorm energiudgivelse, og udvikler geniale enheder til den mest effektive anvendelse af disse materialer.

“man kan ikke hjælpe med at sammenligne situationen med alkymisterne fra tidligere dage og famle i mørket i deres forgæves bestræbelser på at fremstille guld. I dag styrer fysikere og ingeniører på grundlag af fast etableret viden og styrer voldelige reaktioner, hvorved nye materialer, der er langt mere værdifulde end guld, opbygges, atom for atom.”

11. BOHR ØNSKEDE ATOMVIDENSKAB BRUGT TIL FRED.

Han var en stærk tro på at dele videnskaben bag atomvåben—et synspunkt, der ikke blev taget af amerikanske og britiske ledere. Da Bohr vendte tilbage til Danmark efter krigen, rettede han sin atomforskning mod at udvikle bæredygtig magt snarere end våben. I 1950 ‘ erne grundlagde Bohr samtidig Det Europæiske Center for nuklear forskning (CERN), som afholdt konferencer og gennemførte forskning ved Bohrs Institut for Teoretisk Fysik i de første fem år, inden han flyttede til Geneve i 1957. Centret huser nu Large Hadron Collider, verdens største partikelaccelerator, der genererer elektriske felter for at fremskynde bevægelsen af atompartikler og bruger magneter til at styre deres strømning. Kollisionerne af partiklerne afslører information om deres egenskaber. Ved hjælp af Large Hadron Collider observerede et team af forskere først en ny type partikel, Higgs boson, i 2012.

12. HANS SØN AAGE VANDT OGSÅ EN NOBELPRIS.

Bohrs liv var ikke kun fokuseret på hans arbejde—han var også en familiemand. I 1912 giftede han sig med Margrethe N. L. L., Og de fik seks sønner, hvoraf fire overlevede til voksenalderen. Hans søn Aage ville følge nøje i sin fars fodspor og blive ikke kun fysiker, men også direktør for Institut for Teoretisk Fysik (efter at hans far døde i 1962) og vinder af Nobelprisen i fysik i 1975 for sin forskning i strukturen af atomkerner. Bohrs er et af seks far-søn-par, der hver har vundet en Nobelpris (Niels Bohrs professor J. J. Thomson og hans søn George Paget Thomson er en anden).

13. ET ELEMENT ER OPKALDT EFTER HAM.

Bohr bidrog stadig til fysik efter hans død—på en måde. I 1981 lykkedes det tyske forskere at skabe et enkelt atom af Element 107, isotop 262, resultatet af bombardering af vismutatomer med kromatomer. De kaldte det Bohrium. Det stærkt radioaktive element forekommer ikke i naturen, og indtil videre er kun få atomer af det nogensinde blevet skabt i et laboratorium.