fizyka kwantowa może nie być najbardziej przystępnym tematem, ale istnieje duża szansa, że słyszałeś o niektórych jej elementach, takich jak atomy . Na początku XX wieku duński fizyk Niels Bohr odkrył podstawową strukturę atomową-dodatnio naładowane jądro otoczone orbitującymi elektronami – która położyła podwaliny pod to, jak dziś rozumiemy Atomy. Oto 13 rzeczy, których możesz nie wiedzieć o Bohrze.

1. JEGO OJCIEC BYŁ TRZYKROTNIE NOMINOWANY DO NAGRODY NOBLA W CIĄGU DWÓCH LAT.

Niels Bohr, urodzony w Kopenhadze w 1885 roku, wychowywał się w rodzinie ceniącej naukę. Jego ojciec Christian był profesorem fizjologii na Uniwersytecie Kopenhaskim i często gościł kolegów naukowców w swoim domu na ożywionych dyskusjach. Młody Niels i jego dwoje rodzeństwa często słuchali, co prawdopodobnie zainspirowało młodego studenta do dalszych studiów. Choć nigdy nie wygrał, Christian Bohr został nominowany do Nagrody Nobla przez jednego kolegę w 1907 i przez dwa w 1908, wszystko za badania nad fizjologią oddychania.

2. NIELS BOHR BYŁ GWIEZDNY STUDENT, ALE PRZECIĘTNY PISARZ.

Bohr zapisał się do szkoły Gammelholm Latin w wieku 7 i dobrze we wszystkich swoich klasach z wyjątkiem kompozycji. Według Instytutu Niels Bohr na Uniwersytecie w Kopenhadze, on raz odwrócił się w eseju, który zawierał tylko dwa zdania: „podróż w porcie: mój brat i ja poszliśmy na spacer w porcie. Tam widzieliśmy statki lądujące i odlatujące.”

ale już w szkole średniej poprawiał błędy, które odkrył w swoich podręcznikach do fizyki. W większości studiów wyróżnił się i ukończył je na pierwszym miejscu w swojej klasie. W późniejszym okresie życia napisał szereg pism filozoficznych na temat fizyki, przezwyciężając młodzieńczą niechęć do ekspozycji.

3. WYBUCHŁ W LABORATORIUM CHEMICZNYM SWOJEJ UCZELNI.

Bohr rozpoczął studia uniwersyteckie w 1903 roku w tej samej instytucji, która zatrudniała jego ojca, na Uniwersytecie Kopenhaskim. Podczas gdy początkowo studiował matematykę i filozofię, wygrał konkurs fizyki sponsorowany przez Królewską duńską Akademię Nauk i wkrótce zmienił kierunek na fizykę. Bohr studiował inne dziedziny, w tym chemii nieorganicznej, być może mniej pomyślnie: Zdobył reputację spowodowania eksplozji w laboratorium i ostatecznie pobił rekordową ilość szkła w szkole. W 1909 r.uzyskał tytuł magistra, a w 1911 r. doktorat z fizyki.

4. BOHR NIE ZGADZAŁ SIĘ Z JEGO PROFESORA „PUDDING ŚLIWKOWY” TEORII.

Po ukończeniu studiów Bohr kontynuował studia na Uniwersytecie Cambridge pod kierunkiem J. J. Thomsona, który odkrył elektron w 1897 roku. Thomson zwrócił swoją uwagę na promienie katodowe, które następnie uważano za część eteru-teoretycznej, nieważkiej substancji występującej wszędzie we wszechświecie. Ale ostatecznie ustalił, że promienie są w rzeczywistości cząstkami nawet mniejszymi niż atom, pokazując, że mogą być odchylane przez elektryczność. To skłoniło Thomsona do zaproponowania „plum pudding” struktury atomów, w której ujemnie naładowane elektrony są osadzone w sferze dodatnio naładowanej materii, jak rodzynki w angielskim puddingu. Bohr będzie później zaprzeczyć” Plum pudding ” struktury z jego modelu atomowego.

5. BOHR ODKRYŁ PRAWDZIWĄ STRUKTURĘ ATOMU W 1913 ROKU.

Po znalezieniu jego pracy w sprzeczności z Thomson, Bohr dołączył do laboratorium Manchester University Ernesta Rutherforda, który również studiował pod Thomson. Rutherford odkrył jądro atomowe w wyniku eksperymentu, w którym wystrzelił cząstki alfa w cienki arkusz złotej folii. Ponieważ niektóre cząstki odbijały się z powrotem, zamiast przechodzić przez złoto, określił, że większość masy atomu musi znajdować się w małym, centralnym jądrze, z elektronami krążącymi wokół niego.

to stało się podstawą jego pracy z Bohrem. Para badała strukturę atomu, a Bohr ustalił, że model Rutherforda nie może być całkowicie poprawny. Zgodnie z prawami fizyki orbitujące elektrony powinny ostatecznie zderzyć się z jądrem i zdestabilizować atom. Bohr ostatecznie poprawił Model Rutherforda, wyjaśniając, że elektrony orbitujące wokół dodatnio naładowanego jądra mogą przeskakiwać między poziomami energii, co stabilizuje Atomy.

6. ZAŁOŻYŁ KOPENHASKI INSTYTUT FIZYKI TEORETYCZNEJ.

na podstawie jego badań atomowych, Uniwersytet w Kopenhadze zatrudnił Bohra jako profesora fizyki teoretycznej w 1916 roku, kiedy miał zaledwie 31 lat. Wkrótce potem zaczął naciskać na nowy Instytut dla swojej dziedziny, który umożliwiłby naukowcom z całego świata współpracę z duńskimi naukowcami w najnowocześniejszej placówce. Uzyskał zgodę, a instytut został otwarty w 1921 roku z Bohrem pełniącym funkcję dyrektora. (Jego brat matematyk Harald, były piłkarz Olimpijski, otworzy obok Uniwersytet Instytut Matematyczny dziewięć lat później.) W 1965 Uniwersytet przemianował obiekt Instytut Nielsa Bohra, a dziś ponad 1000 pracowników i studentów pracować i studiować tam.

7. BOHR ZDOBYŁ NAGRODĘ NOBLA W TYM SAMYM CZASIE—I W TEJ SAMEJ DZIEDZINIE-JAK ALBERT EINSTEIN.

Bohr i Einstein byli nie tylko współcześni; byli dobrymi przyjaciółmi, którzy wzięli udział w serii rozmów na temat fizyki w ciągu dziesięcioleci, zwłaszcza w 1927 Solvay konferencje obecnie znane jako Bohr–Einstein debaty. Argumentowali dwa bardzo różne stanowiska dotyczące obserwacji elektronów zachowujących się jak cząstka w niektórych eksperymentach i fali w innych, mimo że elektron nie powinien być w stanie być oba. Bohr teoretyzował pojęcie komplementarności, aby wyjaśnić zjawisko-to znaczy, że coś może być dwiema rzeczami na raz, ale możemy obserwować tylko jedną z tych rzeczy na raz. Ustalając podstawową zasadę mechaniki kwantowej Bohr argumentował, że akt obserwacji cząstek powoduje ich istnienie, co jest znane jako interpretacja kopenhaska.

Einstein z kolei twierdził, że cząstki istnieją niezależnie od tego, czy aktywnie je obserwujemy, czy nie. (Wyobraźcie sobie bardzo skomplikowaną wersję pytania „jeśli drzewo spadnie do lasu”.) Nawet ze swoimi przeciwstawnymi teoriami, obaj zostali nagrodzeni Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki w 1922 roku: Bohr za jego model atomowy, a Einstein za pracę nad efektem fotoelektrycznym (zamiast jego wtedy kontrowersyjnej teorii względności). W jaki sposób obaj fizycy otrzymali nagrody za to samo w tym samym roku? Einstein faktycznie przyznano nagrodę 1921 rok późno, ze względu na TECHNICZNE.

8. BROWAR CARLSBERG DAŁ BOHROWI NIEOGRANICZONE DARMOWE PIWO.

Duński Gigant piwa Carlsberg, znany z posiadania własnych laboratoriów do promowania badań nauk przyrodniczych, jak one związane z piwowarstwem, zaprosił Bohra do zamieszkania w jego Honorowej rezydencji, dom w pobliżu swoich zakładów produkcyjnych podane do Zasłużonego Artysty, naukowiec, lub pisarz na całe życie. Miał on kranu podłączonego bezpośrednio do browaru na darmowe piwo. W 1932, Bohr i jego rodzina przeniosła się, i pozostał przez następne 30 lat.

słodka transakcja nieruchomości nie była pierwszą interakcją Carlsberga z naukowcem. Fundacja Browar pomógł Bohr zapłacić za swoje badania w Anglii i finansował Instytut Fizyki Teoretycznej.

9. BOHR POMÓGŁ ŻYDOWSKICH NAUKOWCÓW UCIEC NAZISTÓW-AŻ ON TEŻ MUSIAŁ UCIEKAĆ.

gdy naziści przejęli Europę w szczytowym momencie II Wojny Światowej, Bohr pomógł naukowcom uciec przed reżimem w Niemczech, zapewniając im fundusze, przestrzeń laboratoryjną i tymczasowe domy w Kopenhadze. Bohr sam został zmuszony do ucieczki w 1943 roku po tym, jak naziści wyprzedzili jego kraj-Matka Bohra była Żydówką, a cała jego rodzina była prześladowana. Uciekli z Danii na łodzi rybackiej skierowanej do Szwecji, a następnie Bohr i jego syn Aage zostali przemyceni do Anglii w pustej zatoce brytyjskiego samolotu bombowego Mosquito. W Londynie konsultował się z ultra-tajnym programem rządu kanadyjskiego i brytyjskiego do opracowania broni jądrowej, o kryptonimie „Tube Alloys”.

10. UŻYWAŁ PSEUDONIMU ” NICHOLAS BAKER.”

w 1939 roku amerykańscy urzędnicy dowiedzieli się, że Niemcy próbują zbudować bombę atomową. Pięć lat później w USA. rząd zaprosił Bohra do pracy nad projektem Manhattan, jego ściśle tajnym programem do opracowania bomb atomowych na bazie uranu i plutonu w celu zmuszenia państw Osi do poddania się. Przez dwa lata Bohr współpracował z amerykańskimi i brytyjskimi fizykami w Los Alamos National Laboratory w Nowym Meksyku, używając nazwiska Nicholas Baker jako okładki. W 1944 roku napisał do brytyjskiego premiera Winstona Churchilla raport z postępów:

„to, co jeszcze kilka lat temu można było uznać za fantastyczne marzenie, obecnie jest realizowane w wielkich laboratoriach i ogromnych zakładach produkcyjnych potajemnie wznoszonych w niektórych z najbardziej samotnych regionów Stanów Zjednoczonych. Tam większa grupa fizyków niż kiedykolwiek wcześniej zebrana w jednym celu, pracując ramię w ramię z całą armią inżynierów i techników, przygotowuje nowe materiały zdolne do ogromnego uwalniania energii, oraz opracowuje pomysłowe urządzenia do najbardziej efektywnego wykorzystania tych materiałów.

” nie sposób nie porównać sytuacji z sytuacją alchemików z dawnych czasów, obmacujących się w ciemności w próżnych wysiłkach, aby zdobyć złoto. Dziś fizycy i inżynierowie, na podstawie mocno ugruntowanej wiedzy, kontrolują i kierują gwałtownymi reakcjami, w wyniku których powstają nowe materiały o wiele cenniejsze niż złoto, atom po atomie.”

11. BOHR CHCIAŁ, BY NAUKA NUKLEARNA SŁUŻYŁA POKOJOWI.

był zagorzałym zwolennikiem dzielenia się naukami kryjącymi się za bronią jądrową—pogląd ten nie został przyjęty przez przywódców USA i Wielkiej Brytanii. Wracając do Danii po wojnie, Bohr skierował swoje badania atomowe w kierunku rozwoju zrównoważonej władzy, a nie broni. Wraz z kilkoma kolegami założył Risø, laboratorium badawcze z nowoczesnym akceleratorem cząstek dedykowanym rozwojowi energii jądrowej do celów pokojowych, w 1950 roku.

w tym samym czasie Bohr współtworzył Europejskie Centrum Badań Jądrowych (CERN), które organizowało konferencje i prowadziło badania w Instytucie Fizyki Teoretycznej Bohra przez pierwsze pięć lat, przed przeprowadzką do Genewy w Szwajcarii, w 1957 roku. W centrum znajduje się Wielki Zderzacz Hadronów, największy na świecie akcelerator cząstek, który generuje pola elektryczne, aby przyspieszyć ruch cząstek atomowych i używa magnesów do kierowania ich przepływem. Zderzenia cząstek ujawniają informacje o ich właściwościach. Wykorzystując duży Zderzacz Hadronów, zespół naukowców po raz pierwszy zaobserwował nowy typ cząstki, bozon Higgsa, w 2012 roku.

12. JEGO SYN AAGE RÓWNIEŻ OTRZYMAŁ NAGRODĘ NOBLA.

życie Bohra nie skupiało się tylko na jego pracy—był też człowiekiem rodzinnym. W 1912 roku ożenił się z Margrethe Nørlund i mieli sześciu synów, z których czterech dożyło wieku dorosłego. Jego syn Aage podążał w ślady ojca, zostając nie tylko fizykiem, ale także dyrektorem Instytutu Fizyki Teoretycznej (po śmierci ojca w 1962 roku) i laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki w 1975 roku za badania nad strukturą jąder atomowych. Bohr są jedną z sześciu par ojciec-syn, aby każdy zdobył Nagrodę Nobla (Niels Bohr profesor J. J. Thomson i jego syn George Paget Thomson są inne).

13. ELEMENT JEST NAZWANY JEGO IMIENIEM.

Bohr nadal przyczynił się do fizyki po jego śmierci—w pewien sposób. W 1981 roku badaczom niemieckim udało się stworzyć pojedynczy atom pierwiastka 107, izotop 262, w wyniku bombardowania atomów bizmutu atomami chromu. Nazwali go Bohrium. Wysoce radioaktywny pierwiastek nie występuje w przyrodzie i do tej pory tylko kilka jego atomów zostało utworzonych w laboratorium.