Corifei ai stiintei – Niels Bohr   Leave a comment

Azi il sarbatorim pe Niels Bohr – unul din fizicienii care au influentat decisiv secolul 20.  Haideti sa punctam cateva momente biografice:

Omagiu filatelic

– Nascut in 1885, in Copenhaga/Danemarca, fiul al lui Ellen Adler (dintr-o familie de evrei bogati) si Christian (luteran – profesor de psihologie).

– Initial student in filozofie si matematica al Universitatii din Copenhaga, la 20 de ani vireaza catre fizica – in care obtine doctoratul (1911) lucrand in celebrul laborator Cavendish din Cambridge cu Joseph John Thompson – descoperitorul electronului.

– In anul 1916 devine profesor al Universitatii din Copenhaga iar in 1921 fondeaza cunoscutul Institut de Fizica Teoretica din Copenhaga – pe care l-a condus pana la moartea sa survenita in 1962. Acest Institut a devenit Mecca cercetarilor europene interbelice, multi oameni de stiinta trecand pe acolo in diferite perioade.

In acest punct trebuie sa facem referire la contextul stiintific referitor la inceputurile mecanicii cuantice;

–  La acel moment istoric exista un impas – in conditiile in care lumina era considerata a avea caracter exclusiv electromagnetic nu putea fi explicata distributia spectrala a radiatiei corpului negru.  Planck arata in 1900 ca aceasta dificultate poate fi depasita daca se admite ca schimburile de energie intre materie si radiatie se fac in mod discret, in cuante de energie cu valori prestabilite. Confirmarea vine in 1905 din partea lui Einstein – care explica caracterul cuantic al efectului fotoelectric. Acesta este inceputul mecanicii cuantice;

– Una din preocuparile majore ale acelor ani era structura atomului. In 1911, Rutherford (prieten al lui Bohr) propune primul model al atomului cu similitudini planetare – aratand ca exista un nucleu de mici dimensiuni in jurul carora se invarteau circular electronii. Numai ca modelul lui nu explica de ce electronii nu cad in cele din urma pe nucleu si isi mentin orbitele stabile (intrebare naiva care apare si astazi des pe net 🙂 si nici spectrul energetic in benzi emis de fiecare element chimic).

Fiul lui Niels Bohr, Aage – Laureat al premiului Nobel

Niels Bohr este acela care a aplica pentru prima data teoria cuantica la nivelul atomului (1913), explicand ca electronii pot avea orbite circulare stabile in jurul nucleului in conditiile in care au anumite valori ale energiei – niveluri/benzi energetice care conduc in final la liniile spectrale dovedite experimental (generate atunci cand electronii sar de pe o banda pe alta), electronul mentinandu-se pe orbita prin egalarea a doua forte opuse cunoscute din mecanica clasica : atractia electrostatica si forta centrifuga. Modelul Bohr avea imperfectiuni, explicand exact doar atomii/ionii care aveau numai un singur electron.

– Fizicianul german Arnold Sommerfeld perfectioneaza in 1915 modelul Bohr si arata ca orbitele pot fi si eliptice, nu numai circulare – in fapt fiecarei orbite circulare cu numar cuantic „n” revenindu-i „n-1” orbite eliptice cu excentricitati („turtire”) diferite. Nici acest model nu putea explica caracteristicile tuturor atomilor – fiind o amestecatura de mecanica clasica cu mecanica cuantica. Schrodinger este cel care face pasul decisiv in 1926, demonstrand caracterul ondulatoriu al miscarii electronului in atom, energia totala a oricarei particule in miscare fiind suma dintre energia cinetica si cea potentiala – din ecuatia rezultata reiesind exact valorile energetice ale orbitelor starilor stationare.

Sa revenim la biografia lui Niels Bohr:

– In 1912 se casatoreste cu Margrethe Norlund care-i daruieste sase fii (!!), al patrulea, Aage urmandu-si tatal la Institut si primind in 1975 premiul Nobel impreuna cu alti doi fizicieni – pentru contributiile la studiul nucleului atomic.

– In 1922 Bohr primeste premiul Nobel pentru fizica „Pentru serviciul în studiul structurii atomilor și a radiațiilor emanate de aceștia.” Tot in acea perioada, Bohr si colegii cautau elementul lipsa cu numarul atomic 72 pe baza predictiilor lui Bohr asupra caracteristicilor elementelor din tabelul periodic in viziunea noului model atomic. In 1923 teoria se confirma in practica, descoperind noul element si numindu-l „HAFNIU” – numele latin al Copenhagai.

Bohr si Einstein la discutii

– Lucrand chiar la Institut, in 1927 Heisenberg emite principiul incertitudinii cuantice iar Bohr enunta principiul complementaritatii – baze ale „interpretarii Copenhaga” valabila si astazi. Desi prieteni, Bohr a avut in acei ani o celebra disputa cu Einstein. Sustinand incertitudinea cuantica ca si caracteristica a naturii, Bohr a primit celebra replica a lui Einstein (care nega vehement aceasta posibilitate si care l-a acuzat de misticism stiintific) – „- Bohr, Dumnezeu nu joaca zaruri !„. Acesta a replicat in felul urmator: „-Einstein, nu-i spune tu lui Dumnezeu ce sa faca !„. In paranteza fie spus, aceasta dilema nu este rezolvata deplin nici pana in ziua de astazi ! (o sa revin cu un post la subiect).

– In 1938, fizicienii germani Otto Hahn si Fritz Strassmann descopera experimental fisiunea atomului de Uraniu – initiind Era atomica ! Explicatia teoretica avea sa fie data si confirmata experimental curand de doi fizicieni austrieci – Meitner si Frisch care lucrau la Institut.  Bohr a anticipat imediat posibilitatea construirii unei bombe atomice si era foarte ingrijorat privind progresele fizicienilor germani sub conducerea nazista (chiar si Heisenberg lucra pentru nazisti !).

– In 1940 Danemarca este ocupata de nemti, dar Bohr refuza sa plece din sentimente nationaliste, desi era curtat de englezi si americani – chiar numindu-l „las” pe Einstein, ajuns deja in SUA. In 1943 guvernul colaborationist danez refuza sa mai colaboreze cu fortele de ocupatie, situatia deteriorandu-se brusc. In aceste conditii, Bohr fuge impreuna cu familia sa in Suedia si apoi ajunge la aliati. Convins de necesitatea realizari bombei atomice ca mijloc de echilibrare a fortelor in razboi, lucreaza cateva saptamani la Los Alamos.

– Revenit dupa razboi acasa, Bohr este intampinat ca un erou si primeste o importanta medalie. Urmand logica descurajarii nucleare, Bohr considera ca toate puterile lumii (in special Rusia – ramasa in urma in acei ani) trebuie sa cunoasca principiile bombei atomice – in acest sens facand demersuri la ONU, la presedintele american si la prim-ministrul britanic – dar nu face decat sa fie privit ca suspect.

– In anii care au urmat a condus in continuare Institutul si a fost implicat in dezvoltari stiintifice in Danemarca (Institutul Nordic de Fizica Atomica-Nordita, Centrul de cercetare nucleara Riso, Roskilde). Pe plan international, remarcam contributia lui la initierea CERN -Centrul European pentru Fizica Experimentala cu Particule – Geneva, Elvetia.

Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile despre tine sau dă clic pe un icon pentru autentificare:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s