Niels Henrik David Bohr

Niels Henrik David Bohr, tímido físico teórico danés; nacido en Copenhague el 7 de octubre de 1885. Estudió en la Universidad de su ciudad natal, doctorándose en 1911. Ese mismo año marchó a Inglaterra a estudiar con una beca en el Cavendish Laboratory de Cambridge, donde pasó seis meses bajo la dirección de sir Joseph John Thomson, con la esperanza de ver traducida del danés al inglés su exhaustiva tesis de su doctorado sobre los electrones. Cuando Thomson mostró poco interés en el ensayo de Bohr, en 1912 se encaminó a la Universidad. de Manchester, donde trabajó en la investigación de la radiactividad y de modelos del átomo con Ernest Rutherford, con la idea de enseñar esos temas cuando regresara a Dinamarca.

En Manchester, Bohr y Rutherford iniciaron una improbable amistad que duró toda la vida. Los dos hombres formaban una extraña pareja. La retumbante voz de Rutherford reverberaba fuertemente en los laboratorios donde trabajaba. Bohr nunca hablaba más alto que un susurro. Sin embargo, el hablar era esencial para su ser. No sólo hablaba tres idiomas sino que, batallaba con las palabras, rectificando y corrigiéndose a sí mismo, luchando con las paradojas, repitiéndose, buscando las frases exactamente correctas. Si hablar era difícil, escribir resultaba un tormento: Escribía borradores incluso en tarjetas postales, y revisaba lo que escribía media docena de veces, distrayendo a sus colaboradores. La complejidad de su vida intelectual puede que mejorara la receptividad de Bohr al átomo que Rutherford había elaborado, un átomo que tenía sentido experimentalmente pero que no podía existir bajo las leyes de la física clásica. En un atrevido movimiento, el joven físico dio un rodeo al problema declarando simplemente que los movimientos dentro de los átomos están gobernados por otras leyes. En particular, afirmó que los electrones no irradian energía cuando se hallan en ciertos «estados estacionarios».

En 1913 Bohr reveló su visión del átomo en tres ensayos que aparecieron en el Philosophical Magazine británico, utilizando la constante de Planck y las emisiones espectrales del átomo de hidrógeno como pincel y tela. En esos ensayos describió tres postulados:

1) Cuantificación de las orbitas permitidas para un electrón: un electrón sólo puede girar alrededor de su núcleo en ciertas órbitas circulares para las que el momento cinético del electrón es un múltiplo entero de h/21T (h, constante de Planck).

 2) El electrón gira alrededor de su núcleo en órbitas fijas, sin radiar ni absorber energía.

3) La radiación o absorción de energía sólo tiene lugar cuando un electrón pasa de una órbita de mayor (menor) energía a una de menor (mayor), que se encuentra más cercana (alejada) al núcleo. La frecuencia f de la radiación emitida o absorbida viene determinada por la relación: E1-E2=hf, donde E1 y E2 son las energías correspondientes a las órbitas de tránsito del electrón. Esto explicaba por qué, por ejemplo, los átomos de hidrógeno ceden distintivas longitudes de onda de luz, que aparecen en el espectro del hidrógeno como una distribución fija de líneas de luz conocida como serie de Balmer: Los átomos emiten energía solamente en ciertas cantidades exactamente calibradas.

ÁTOMO DE BOHR

 

La mayoría de los científicos establecidos se sintieron desconcertados ante el átomo de Bohr y sus implicaciones con respecto a la teoría clásica. Pero Rutherford cantó sus alabanzas, llamándole «el tipo más inteligente que jamás he conocido». Ese apoyo implicó que varios jóvenes físicos siguieran el camino de Bohr. En Inglaterra y Alemania, así como en los Países Bajos, Dinamarca y Suecia, una nueva generación de investigadores empezó a desarrollar poderosas evidencias en apoyo de las ideas de Bohr. La nueva teoría comenzó a ser aplicada con gran éxito al átomo de hidrógeno. El modelo de Bohr fue generalizado posteriormente, a átomos de elementos superiores, por A. Sommerfeld; no obstante, la teoría atómica de Bohr. se considera como la base de la física atómica y nuclear modernas.

Bohr permaneció en Manchester hasta 1916, año en que volvió a Copenhague al ser nombrado profesor de física teórica en la universidad de dicha ciudad. En 1920, y gracias al respeto que había alcanzado, pudo reunir los fondos necesarios para la creación de un nuevo centro llamado el Instituto para la Física Teórica. Junto con las universidades alemanas de Munich y Göttingen, el instituto emergió como un líder en la teoría atómica. Pronto los físicos enzarzados en acalorados debates empezaron a viajar de uno a otro de los tres centros de intelectualidad. Posteriormente marchó a los EE.UU. trabajando en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton (Nueva Jersey), donde, en colaboración con J. A. Wheler, enunció una teoría sobre la fisión nuclear que dio lugar a la investigación conducente a la realización de la primera bomba atómica. Volvió a su país, del que fue obligado a salir por su origen judío en 1943 durante la ocupación nazi. Regresó a los EE.UU. y trabajó como asesor científico para el proyecto Manhattan, en el laboratorio de Los Álamos (Nuevo México). En 1945 volvió a Dinamarca donde reasumió la dirección del Instituto de Física Teórica.

Bohr fue galardonado, en 1922, con el Premio Nobel de Física por sus trabajos sobre la estructura atómica y la radiación. También fue el primero que recibió, en 1958, el premio Átomos para la Paz. En 1958 publicó otra obra famosa: Atomic theory and the human knowledge (Física Atómica y el Conocimiento Humano). Murió en Copenhague el 18 de noviembre de 1962.

 

Considerado por muchos el segundo mejor científico del siglo XX después de Einstein, Bohr es sin duda una figura esencial en el desarrollo de la física de átomos y moléculas. El propio Einstein reconocía en él a "uno de los más grandes investigadores científicos de nuestro tiempo". "El punto esencial de todo lo que nos ha enseñado el desarrollo de la física atómica estriba en habernos hecho reconocer la característica de totalidad que el quantum de acción confiere a los procesos atómicos". Su entusiasmo por el nuevo mundo atómico desvelado por la física del siglo XX estuvo de manifiesto en su trabajo y en todas sus intervenciones públicas. "Nuestra penetración en el mundo de los átomos – dice en uno de sus ensayos – es sin duda una aventura comparable a los grandes viajes de los navegantes en busca de nuevas tierras y a las denodadas exploraciones de los astrónomos en las profundidades del espacio celeste." Los nuevos hallazgos de la física suponían un «cambio radical» en la actitud hacia la descripción de la naturaleza y permitieron un conocimiento profundo y acelerado de las propiedades físicas y químicas de la materia en la primera mitad de siglo.

Si se tuviese que indicar una cualidad característica de Bohr sería, probablemente, la lentitud de su penetración intelectual. Su amigo el físico soviético, nacionalizado americano, George Gamow, cuenta gran cantidad de anécdotas en las que se ponen de manifiesto estas características de Bohr; no obstante ha sido uno de los padres de la física moderna.