La fisica quantistica potrebbe non essere l’argomento più accessibile, ma c’è una buona probabilità che tu abbia sentito parlare di alcune delle sue parti elementali, come gli atomi. All’inizio del 20 ° secolo, il fisico danese Niels Bohr scoprì la struttura atomica di base – un nucleo carico positivamente circondato da elettroni orbitanti-che pose le basi per come comprendiamo gli atomi oggi. Qui ci sono 13 cose che si potrebbe non avere conosciuto su Bohr.

1. SUO PADRE È STATO NOMINATO PER I PREMI NOBEL TRE VOLTE IN DUE ANNI.

Niels Bohr, nato a Copenaghen nel 1885, era cresciuto in una famiglia che apprezzava la scienza. Suo padre Christian era un professore di fisiologia all’Università di Copenaghen, e spesso ospitava colleghi scienziati a casa sua per vivaci discussioni. Il giovane Niels e i suoi due fratelli ascoltavano spesso, il che probabilmente ispirò gli studi futuri del giovane studente. Anche se non ha mai vinto, Christian Bohr è stato nominato per il premio Nobel da un collega nel 1907 e da due nel 1908, tutto per la sua ricerca sulla fisiologia della respirazione.

2. NIELS BOHR ERA UNO STUDENTE STELLARE MA UNO SCRITTORE MEDIOCRE.

Bohr si iscrisse alla Gammelholm Latin School all’età di 7 anni e fece bene in tutte le sue classi tranne che per la composizione. Secondo l’Istituto Niels Bohr dell’Università di Copenaghen, una volta ha presentato un saggio che conteneva solo due frasi: “Un viaggio nel porto: io e mio fratello siamo andati a fare una passeggiata nel porto. Lì abbiamo visto le navi atterrare e andarsene.”

Ma dalla scuola secondaria, stava correggendo gli errori che ha scoperto nei suoi libri di fisica. Eccelleva nella maggior parte dei suoi studi, e si è laureato primo della sua classe. Più tardi nella vita, scrisse una serie di scritti filosofici sulla fisica, avendo superato la sua avversione giovanile all’esposizione.

3. HA SCATENATO ESPLOSIONI NEL LABORATORIO DI CHIMICA DELLA SUA UNIVERSITÀ.

Bohr iniziò i suoi studi universitari nel 1903 presso la stessa istituzione che impiegava suo padre, l’Università di Copenaghen. Mentre inizialmente ha studiato matematica e filosofia, ha vinto un concorso di fisica sponsorizzato dalla Royal Danish Academy of Sciences, e ben presto ha cambiato la sua specializzazione in fisica. Bohr ha studiato altri campi, tra cui la chimica inorganica, forse meno con successo: Si è guadagnato la reputazione di causare esplosioni in laboratorio, e alla fine ha rotto una quantità record di vetro a scuola. Egli avrebbe, tuttavia, andare a guadagnare un master nel 1909 e un dottorato nel 1911 in fisica.

4. BOHR NON ERA D’ACCORDO CON LA TEORIA DEL “PUDDING DI PRUGNE” DEL SUO PROFESSORE.

Dopo la laurea, Bohr continuò i suoi studi all’Università di Cambridge sotto J. J. Thomson, che aveva scoperto l’elettrone nel 1897. Thomson aveva rivolto la sua attenzione ai raggi catodici, che allora si credeva fossero parte dell’etere—una sostanza teorica e senza peso che si trova ovunque nell’universo. Ma alla fine ha determinato che i raggi erano in realtà particelle ancora più piccole dell’atomo dimostrando che potevano essere deviati dall’elettricità. Ciò ha portato Thomson a proporre la struttura” plum pudding ” degli atomi, in cui gli elettroni caricati negativamente sono incorporati in una sfera di materia caricata positivamente, come l’uvetta in un budino inglese. Bohr avrebbe poi contraddire la struttura “plum pudding” con il suo modello atomico.

5. BOHR INCHIODÒ LA VERA STRUTTURA DI UN ATOMO NEL 1913.

Dopo aver trovato il suo lavoro in contrasto con quello di Thomson, Bohr si unì al laboratorio dell’Università di Manchester di Ernest Rutherford, che aveva anche studiato sotto Thomson. Rutherford aveva scoperto il nucleo atomico attraverso un esperimento in cui ha sparato particelle alfa a un sottile foglio di lamina d’oro. Poiché alcune delle particelle rimbalzavano indietro invece di passare attraverso l’oro, determinò che la maggior parte della massa dell’atomo doveva essere all’interno di un piccolo nucleo centrale, con gli elettroni che orbitavano attorno ad esso.

Questo divenne il fondamento del suo lavoro con Bohr. La coppia ha studiato la struttura dell’atomo e Bohr ha determinato che il modello di Rutherford non deve essere del tutto corretto. Secondo le leggi della fisica, gli elettroni orbitanti dovrebbero alla fine schiantarsi nel nucleo e destabilizzare l’atomo. Bohr alla fine modificò il modello di Rutherford spiegando che gli elettroni che orbitano attorno a un nucleo carico positivamente possono saltare tra i livelli di energia, il che stabilizza gli atomi.

6. HA FONDATO L’ISTITUTO DI FISICA TEORICA DI COPENAGHEN.

Basandosi sulla sua ricerca atomica, l’Università di Copenaghen assunse Bohr come professore di fisica teorica nel 1916 quando aveva solo 31 anni. Poco dopo, ha iniziato a spingere per un nuovo istituto per il suo campo, che avrebbe permesso a ricercatori di tutto il mondo di collaborare con scienziati danesi in una struttura all’avanguardia. Egli è stato concesso l’approvazione, e l’istituto ha aperto nel 1921 con Bohr che serve come direttore. (Suo fratello matematico Harald, un ex giocatore di calcio olimpico, avrebbe continuato ad aprire l’istituto matematico dell’università accanto nove anni dopo.) Nel 1965 l’università ribattezzò la struttura Niels Bohr Institute, e oggi più di 1000 dipendenti e studenti lavorano e studiano lì.

7. BOHR HA VINTO IL PREMIO NOBEL NELLO STESSO PERIODO—E NELLO STESSO CAMPO—DI ALBERT EINSTEIN.

Bohr e Einstein non erano solo contemporanei; erano buoni amici che parteciparono a una serie di conversazioni sulla fisica nel corso di decenni, in particolare alle Conferenze Solvay del 1927 ora note come Dibattiti Bohr–Einstein. Hanno sostenuto due posizioni molto diverse per quanto riguarda le osservazioni di elettroni che si comportano come una particella in alcuni esperimenti e un’onda in altri, anche se un elettrone non dovrebbe essere in grado di essere entrambi. Bohr teorizzò il concetto di complementarità per spiegare il fenomeno-cioè, qualcosa può essere due cose contemporaneamente, ma possiamo osservare solo una di quelle cose alla volta. Nello stabilire un principio fondamentale della meccanica quantistica, Bohr ha sostenuto che l’atto di osservazione delle particelle li porta in esistenza, che è noto come l’interpretazione di Copenaghen.

Einstein, d’altra parte, sosteneva che le particelle esistono indipendentemente dal fatto che le osserviamo attivamente. (Immagina una versione molto complessa della domanda “se un albero cade nella foresta”.) Anche con le loro teorie opposte, entrambi hanno ricevuto il premio Nobel per la fisica nel 1922: Bohr per il suo modello atomico, e Einstein per il suo lavoro sull’effetto fotoelettrico (invece della sua teoria della relatività allora controversa). Quindi, come hanno fatto i due fisici a ricevere premi per la stessa cosa nello stesso anno? Einstein è stato effettivamente assegnato il premio 1921 con un anno di ritardo, a causa di un tecnicismo.

8. IL BIRRIFICIO CARLSBERG HA DATO BOHR BIRRA GRATUITA ILLIMITATA.

Il gigante danese della birra Carlsberg, noto per avere i propri laboratori per promuovere lo studio delle scienze naturali in relazione alla birra, ha invitato Bohr a vivere nella sua residenza onoraria, una casa vicino ai suoi impianti di produzione data a un artista, scienziato o scrittore meritevoli per tutta la vita. Aveva un rubinetto collegato direttamente al birrificio per la birra gratis. Nel 1932, Bohr e la sua famiglia si trasferirono e rimasero per i successivi 30 anni.

L’affare immobiliare dolce non è stata la prima interazione di Carlsberg con lo scienziato. La fondazione del birrificio aiutò Bohr a pagare le sue ricerche in Inghilterra e finanziò l’Istituto di Fisica Teorica.

9. BOHR AIUTÒ GLI SCIENZIATI EBREI A FUGGIRE DAI NAZISTI, FINCHÉ ANCHE LUI DOVETTE FUGGIRE.

Mentre i nazisti invadevano l’Europa al culmine della seconda guerra mondiale, Bohr aiutò gli scienziati in fuga dal regime in Germania fornendo loro finanziamenti, spazi di laboratorio e case temporanee a Copenaghen. Bohr stesso fu costretto a fuggire nel 1943 dopo che i nazisti raggiunsero il suo paese—la madre di Bohr era ebrea e tutta la sua famiglia fu perseguitata. Fuggirono dalla Danimarca su un peschereccio diretto in Svezia, poi Bohr e suo figlio Aage furono contrabbandati in Inghilterra nella baia vuota di un aereo bombardiere britannico Mosquito. A Londra, si consultò con il programma ultra-classificato dei governi canadese e britannico per sviluppare armi nucleari, nome in codice Tube Alloys.

10. HA USATO LO PSEUDONIMO ” NICHOLAS BAKER.”

Nel 1939, i funzionari americani avevano appreso che la Germania stava tentando di costruire una bomba atomica. Cinque anni dopo, gli Stati Uniti. il governo ha invitato Bohr a lavorare sul Progetto Manhattan, il suo programma top-secret per sviluppare bombe nucleari a base di uranio e plutonio con lo scopo di costringere le nazioni dell’Asse alla resa. Per due anni, Bohr ha collaborato con fisici americani e britannici al Los Alamos National Laboratory nel Nuovo Messico, usando il nome Nicholas Baker come copertina. Nel 1944, scrisse al primo ministro britannico Winston Churchill con un rapporto sui progressi compiuti:

“Quello che fino a pochi anni fa poteva essere considerato un sogno fantastico si sta attualmente realizzando all’interno di grandi laboratori e di enormi impianti di produzione costruiti segretamente in alcune delle regioni più solitarie degli Stati Uniti. Lì un gruppo più ampio di fisici che mai raccolto per un unico scopo, lavorando fianco a fianco con un intero esercito di ingegneri e tecnici, stanno preparando nuovi materiali capaci di un immenso rilascio di energia e stanno sviluppando ingegnosi dispositivi per l’uso più efficace di questi materiali.

“Non si può fare a meno di confrontare la situazione con quella degli alchimisti di un tempo, che brancolano nel buio nei loro vani sforzi per fare oro. Oggi i fisici e gli ingegneri, sulla base di conoscenze consolidate, controllano e dirigono reazioni violente mediante le quali si costruiscono nuovi materiali molto più preziosi dell’oro, atomo per atomo.”

11. BOHR VOLEVA CHE LA SCIENZA NUCLEARE FOSSE USATA PER LA PACE.

Era un convinto sostenitore della condivisione della scienza dietro le armi nucleari—una visione non presa dai leader statunitensi e britannici. Tornato in Danimarca dopo la guerra, Bohr diresse la sua ricerca atomica verso lo sviluppo di energia sostenibile piuttosto che di armi. Lui e alcuni colleghi stabilito Risø, un laboratorio di ricerca con un moderno acceleratore di particelle, dedicata allo sviluppo dell’energia nucleare per scopi pacifici, nel 1950.

Allo stesso tempo, Bohr co-fondato il Centro Europeo per la Ricerca Nucleare (CERN), che ha tenuto conferenze e svolto attività di ricerca presso Bohr Istituto di Fisica Teorica per i primi cinque anni, prima di trasferirsi a Ginevra, in Svizzera, nel 1957. Il centro ospita ora il Large Hadron Collider, il più grande acceleratore di particelle del mondo, che genera campi elettrici per accelerare il movimento delle particelle atomiche e utilizza magneti per dirigere il loro flusso. Le collisioni delle particelle rivelano informazioni sulle loro proprietà. Utilizzando il Large Hadron Collider, un team di ricercatori ha osservato per la prima volta un nuovo tipo di particella, il bosone di Higgs, nel 2012.

12. ANCHE SUO FIGLIO AAGE HA VINTO UN PREMIO NOBEL.

La vita di Bohr non era solo focalizzata sul suo lavoro—era anche un padre di famiglia. Sposò Margrethe Nørlund nel 1912, dalla quale ebbe sei figli, quattro dei quali sopravvissero fino all’età adulta. Suo figlio Aage avrebbe seguito da vicino le orme del padre, diventando non solo un fisico, ma anche il direttore dell’Istituto di Fisica Teorica (dopo la morte del padre nel 1962) e vincitore del premio Nobel per la fisica nel 1975 per le sue ricerche sulla struttura dei nuclei atomici. I Bohr sono una delle sei coppie padre-figlio ad aver vinto un premio Nobel (il professore di Niels Bohr JJ Thomson e suo figlio George Paget Thomson sono un altro).

13. UN ELEMENTO PRENDE IL SUO NOME.

Bohr contribuì ancora alla fisica dopo la sua morte—in un certo senso. Nel 1981, i ricercatori tedeschi riuscirono a creare un singolo atomo dell’elemento 107, l’isotopo 262, il risultato del bombardamento di atomi di bismuto con atomi di cromo. L’hanno chiamato Bohrium. L’elemento altamente radioattivo non si trova in natura e, finora, solo pochi atomi di esso sono mai stati creati in un laboratorio.