fizica cuantică s-ar putea să nu fie cel mai abordabil subiect, dar există șanse mari să fi auzit de unele dintre părțile sale elementare, cum ar fi atomii. La începutul secolului 20, fizicianul danez Niels Bohr a descoperit structura atomică de bază—un nucleu încărcat pozitiv înconjurat de electroni care orbitează—care a pus bazele modului în care înțelegem atomii astăzi. Aici sunt 13 lucruri pe care nu le-ar fi știut despre Bohr.

1. TATĂL SĂU A FOST NOMINALIZAT LA PREMIILE NOBEL DE TREI ORI ÎN DOI ANI.

Niels Bohr, născut la Copenhaga în 1885, a fost crescut într-o familie care prețuia știința. Tatăl său Christian a fost profesor de fiziologie la Universitatea din Copenhaga și a găzduit adesea colegi de știință la el acasă pentru discuții pline de viață. Tânărul Niels și cei doi frați ai săi ascultau adesea, ceea ce probabil a inspirat studiile viitoare ale tânărului student. Deși nu a câștigat niciodată, Christian Bohr a fost nominalizat la Premiul Nobel de un coleg în 1907 și de doi în 1908, toate pentru cercetările sale privind fiziologia respirației.

2. NIELS BOHR A FOST UN STUDENT STELAR, DAR UN SCRIITOR MEDIOCRU.

Bohr s-a înscris la școala Latină Gammelholm la vârsta de 7 ani și s-a descurcat bine în toate clasele sale, cu excepția compoziției. Potrivit Institutului Niels Bohr de la Universitatea din Copenhaga, el a transformat odată un eseu care conținea doar două propoziții: „o călătorie în port: fratele meu și cu mine am ieșit la plimbare în port. Acolo am văzut navele aterizând și plecând.”

dar la liceu, el corecta erorile pe care le-a descoperit în manualele sale de fizică. A excelat în majoritatea studiilor sale și a absolvit primul în clasa sa. Mai târziu în viață, a scris o serie de Scrieri filosofice despre fizică, după ce și-a depășit aversiunea tinerească față de expunere.

3. A DECLANȘAT EXPLOZII ÎN LABORATORUL DE CHIMIE AL UNIVERSITĂȚII SALE.

Bohr și-a început studiile universitare în 1903 la aceeași instituție care l-a angajat pe tatăl său, Universitatea din Copenhaga. În timp ce a studiat inițial matematica și filosofia, a câștigat un concurs de fizică sponsorizat de Academia regală daneză de științe și, în curând, și-a schimbat specializarea în fizică. Bohr a studiat alte domenii, inclusiv chimia anorganică, poate mai puțin cu succes: Și-a câștigat reputația de a provoca explozii în laborator și, în cele din urmă, a spart o cantitate record de sticlă la școală. Cu toate acestea, el va continua să obțină o diplomă de master în 1909 și un doctorat în 1911 în fizică.

4. BOHR NU A FOST DE ACORD CU TEORIA „BUDINCĂ DE PRUNE” A PROFESORULUI SĂU.

după absolvire, Bohr și-a continuat studiile la Universitatea Cambridge sub conducerea lui J. J. Thomson, care descoperise electronul în 1897. Thomson își îndreptase atenția asupra razelor catodice, despre care se credea atunci că fac parte din eter—o substanță teoretică, fără greutate, găsită peste tot în univers. Dar în cele din urmă a stabilit că razele erau de fapt particule chiar mai mici decât atomul, arătând că ar putea fi deviate de electricitate. Acest lucru l-a determinat pe Thomson să propună structura „budincă de prune” a atomilor, în care electronii încărcați negativ sunt încorporați într-o sferă de materie încărcată pozitiv, precum stafidele dintr-o budincă engleză. Bohr va contrazice mai târziu structura „budincă de prune” cu modelul său atomic.

5. BOHR A BĂTUT ÎN CUIE ADEVĂRATA STRUCTURĂ A UNUI ATOM ÎN 1913.

după ce și-a găsit munca în contradicție cu cea a lui Thomson, Bohr s-a alăturat Laboratorului Universității din Manchester al lui Ernest Rutherford, care studiase și sub Thomson. Rutherford descoperise nucleul atomic printr-un experiment în care a împușcat particule alfa într-o foaie subțire de folie de aur. Deoarece unele particule au revenit în loc să treacă prin aur, el a determinat că majoritatea masei atomului trebuie să se afle într-un nucleu mic, central, cu electronii care orbitează în jurul acestuia.

aceasta a devenit temelia lucrării sale cu Bohr. Perechea a studiat structura atomului, iar Bohr a determinat că modelul lui Rutherford nu trebuie să fie complet corect. Prin legile fizicii, electronii care orbitează ar trebui să se prăbușească în cele din urmă în nucleu și să destabilizeze atomul. Bohr a modificat în cele din urmă modelul lui Rutherford explicând că electronii care orbitează un nucleu încărcat pozitiv pot sări între nivelurile de energie, ceea ce stabilizează atomii.

6. A FONDAT INSTITUTUL DE FIZICĂ TEORETICĂ DIN COPENHAGA.

pe baza cercetărilor sale atomice, Universitatea din Copenhaga l-a angajat pe Bohr ca profesor de fizică teoretică în 1916, când avea doar 31 de ani. Curând după aceea, a început să facă presiuni pentru un nou institut pentru domeniul său, care să permită cercetătorilor din întreaga lume să colaboreze cu oamenii de știință danezi la o instalație de ultimă generație. I s-a acordat aprobarea, iar institutul a fost deschis în 1921, Bohr servind ca director. (Fratele său matematician Harald, fost jucător Olimpic de fotbal, va continua să deschidă Institutul de Matematică al Universității alături nouă ani mai târziu. În 1965, universitatea a redenumit instalația Institutul Niels Bohr, iar astăzi mai mult de 1000 de angajați și studenți lucrează și studiază acolo.

7. BOHR A CÂȘTIGAT PREMIUL NOBEL ÎN ACELAȘI TIMP—ȘI ÎN ACELAȘI DOMENIU—CA ALBERT EINSTEIN.

Bohr și Einstein nu au fost doar contemporani; au fost prieteni buni care au participat la o serie de conversații despre fizică de–a lungul deceniilor, mai ales la conferințele Solvay din 1927 cunoscute acum sub numele de dezbaterile Bohr-Einstein. Ei au argumentat două poziții foarte diferite în ceea ce privește observațiile electronilor care se comportă ca o particulă în unele experimente și o undă în altele, chiar dacă un electron nu ar trebui să poată fi ambele. Bohr a teoretizat conceptul de complementaritate pentru a explica fenomenul—adică ceva poate fi două lucruri simultan, dar putem observa doar unul dintre aceste lucruri la un moment dat. În stabilirea unui principiu fundamental al mecanicii cuantice, Bohr a susținut că actul de observare a particulelor le aduce în existență, ceea ce este cunoscut sub numele de interpretarea de la Copenhaga.

Einstein, pe de altă parte, a susținut că particulele există indiferent dacă le observăm sau nu în mod activ. (Imaginați-vă o versiune foarte complexă a întrebării „dacă un copac cade în pădure”.) Chiar și cu teoriile lor opuse, ambii au primit Premiul Nobel pentru Fizică în 1922: Bohr pentru modelul său atomic și Einstein pentru munca sa asupra efectului fotoelectric (în locul controversatei sale teorii a relativității). Deci, cum au primit cei doi fizicieni premii pentru același lucru în același an? Einstein a primit de fapt premiul din 1921 cu un an întârziere, din cauza unei tehnicalități.

8. FABRICA DE BERE CARLSBERG I-A OFERIT LUI BOHR BERE GRATUITĂ NELIMITATĂ.

gigantul danez de bere Carlsberg, cunoscut pentru că are propriile laboratoare pentru a promova studiul științelor naturale în ceea ce privește fabricarea berii, l-a invitat pe Bohr să locuiască în reședința sa onorifică, o casă lângă facilitățile sale de producție date unui artist, om de știință sau scriitor merituos pe viață. Avea un robinet conectat direct la fabrica de bere pentru bere gratuită. În 1932, Bohr și familia sa s-au mutat și au rămas în următorii 30 de ani.afacerea imobiliară dulce nu a fost prima interacțiune a lui Carlsberg cu omul de știință. Fundația fabricii de bere l-a ajutat pe Bohr să-și plătească cercetările în Anglia și a finanțat Institutul de Fizică Teoretică.

9. BOHR I—A AJUTAT PE OAMENII DE ȘTIINȚĂ EVREI SĂ SCAPE DE NAZIȘTI-PÂNĂ CÂND ȘI EL A TREBUIT SĂ FUGĂ.

în timp ce naziștii au invadat Europa la apogeul celui de-al Doilea Război Mondial, Bohr i-a ajutat pe oamenii de știință să scape de regimul din Germania, oferindu-le finanțare, spațiu de laborator și case temporare în Copenhaga. Bohr însuși a fost forțat să fugă în 1943 după ce naziștii i—au depășit țara-mama lui Bohr era evreiască, iar întreaga sa familie a fost persecutată. Au fugit din Danemarca pe o barcă de pescuit cu destinația Suedia, apoi Bohr și fiul său Aage au fost contrabandați în Anglia în Golful gol al unui avion bombardier britanic de țânțari. La Londra, el s-a consultat cu programul Ultra-clasificat al guvernelor Canadian și britanic pentru dezvoltarea armelor nucleare, denumite în cod aliaje de tuburi.

10. A FOLOSIT PSEUDONIMUL ” NICHOLAS BAKER.”

în 1939, oficialii americani au aflat că Germania încerca să construiască o bombă atomică. Cinci ani mai târziu, SUA. Guvernul l-a invitat pe Bohr să lucreze la Proiectul Manhattan, programul său strict secret de dezvoltare a bombelor nucleare pe bază de uraniu și plutoniu cu scopul de a forța Națiunile Axei să se predea. Timp de doi ani, Bohr a colaborat cu fizicieni americani și britanici la Laboratorul Național Los Alamos din New Mexico, folosind numele Nicholas Baker ca acoperire. În 1944, i-a scris Primului Ministru britanic Winston Churchill cu un raport de progres:

„ceea ce până acum câțiva ani ar putea fi considerat un vis fantastic este în prezent realizat în laboratoare mari și fabrici uriașe de producție ridicate în secret în unele dintre cele mai solitare regiuni ale Statelor Unite. Acolo, un grup mai mare de fizicieni ca niciodată colectați pentru un singur scop, care lucrează mână în mână cu o întreagă armată de ingineri și tehnicieni, pregătesc noi materiale capabile de o eliberare imensă de energie și dezvoltă dispozitive ingenioase pentru utilizarea cea mai eficientă a acestor materiale.

„nu se poate să nu comparăm situația cu cea a alchimiștilor din zilele trecute, bâjbâind în întuneric în eforturile lor zadarnice de a face aur. Astăzi, fizicienii și inginerii controlează și dirijează reacțiile violente prin care se construiesc noi materiale mult mai prețioase decât aurul, atom cu atom.”

11. BOHR DOREA CA ȘTIINȚA NUCLEARĂ SĂ FIE FOLOSITĂ PENTRU PACE.

el a fost un credincios ferm în împărtășirea științei din spatele armelor nucleare—o viziune care nu a fost luată de liderii americani și britanici. Întorcându-se în Danemarca după război, Bohr și-a îndreptat cercetările atomice spre dezvoltarea puterii durabile, mai degrabă decât a armelor. În anii 1950, el și mai mulți colegi au înființat Risqqu, un laborator de cercetare cu un accelerator modern de particule dedicat dezvoltării energiei nucleare în scopuri pașnice.

în același timp, Bohr a cofondat Centrul European de Cercetare Nucleară (CERN), care a ținut conferințe și a efectuat cercetări la Institutul de Fizică Teoretică al lui Bohr în primii cinci ani, înainte de a se muta la Geneva, Elveția, în 1957. Centrul găzduiește acum Large Hadron Collider, cel mai mare accelerator de particule din lume, care generează câmpuri electrice pentru a accelera mișcarea particulelor atomice și folosește magneți pentru a-și direcționa fluxul. Coliziunile particulelor dezvăluie informații despre proprietățile lor. Folosind Large Hadron Collider, o echipă de cercetători a observat pentru prima dată un nou tip de particulă, bosonul Higgs, în 2012.

12. FIUL SĂU AAGE A CÂȘTIGAT, DE ASEMENEA, UN PREMIU NOBEL.

viața lui Bohr nu s—a concentrat doar pe munca sa-a fost și un om de familie. S-a căsătorit cu Margrethe n Inkrlund în 1912 și au avut șase fii, dintre care patru au supraviețuit până la vârsta adultă. Fiul său Aage va urma îndeaproape urmele tatălui său, devenind nu numai fizician, ci și director al Institutului de Fizică Teoretică (după ce tatăl său a murit în 1962) și câștigător al Premiului Nobel pentru Fizică din 1975 pentru cercetările sale în structura nucleelor atomice. Bohrs sunt una dintre cele șase perechi tată-fiu care au câștigat fiecare un Premiu Nobel (profesorul lui Niels Bohr J. J. Thomson și fiul său George Paget Thomson sunt altul).

13. UN ELEMENT ESTE NUMIT DUPĂ EL.

Bohr a contribuit încă la fizică după moartea sa—într-un fel. În 1981, cercetătorii germani au reușit să creeze un singur atom de Element 107, izotopul 262, rezultatul bombardării atomilor de bismut cu atomi de crom. L-au numit Bohrium. Elementul foarte radioactiv nu apare în natură și, până în prezent, doar câțiva atomi ai acestuia au fost creați vreodată într-un laborator.