Niels Bohr

Niels Bohr: un gran científico

Por: Mou D. Khamlichi
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Niels Bohr, fue un destacado científico nacido el 7 de octubre de 1885 en Copenhage (Dinamarca). Sus trabajos más reconocidos fueron su modelo atómico y su mecánica cuántica. Fue hijo del físico Christian Bohr y de Allen Adler Bohr, una dama de descendencia judía y ligada al mundo de la banca y la política.

Este hombre de la ciencia se le considera uno de los físicos contemporáneos de mayor relevancia del siglo XX. Su vida fue dedicada al estudio e investigación de esta interesante materia. En la actualidad, Niels Bohr es referencia obligada en las ciencias y la historia.

El padre de Niels Bohr, Christian Bohr, fue nominado en dos ocasiones para el premio Nobel en las menciones de fisiología y medicina. Es decir, la dedicación a la investigación y el gran amor por las ciencias mostrado por Niels, era un aditivo que corría por sus venas de manera hereditaria.

El pequeño Niels Bohr

Niels Bohr fue un niño de gran inteligencia. A menudo reflexionaba ante tantas inquietudes que se le presentaban. Prefería las clases que se relacionasen con las ciencias para interactuar y compartir ideas con sus maestros y compañeros. Desde el punto de vista de su personalidad, era callado y tímido.

Intelectualmente hablando se destacaba en la escuela, pues era muy aventajado. Su deporte preferido era el futbol y le gustaba jugarlo en compañía de su hermano Harald. Niels Bohr quería mucho a su menor hermano, y siempresalían juntos.Harald descollaba en las matemáticas y el fútbol.

Los Bohr también tuvieron una niña llamada Jenny quien era muy inteligente. Al crecer llegó a ser una excelente maestra. Jenny presentó serios problemas nerviosos y falleció en un hospital psiquiátrico. De la familia Bohr pueden reflejarse los aspectos siguientes:

  • La familia Bohr se esmeró en dar una buena educación a todos sus hijos. A la formación pedagógica de los hermanos se sumó su tía Ana. Les ayudaba con sus tareas y discutían acerca de temas de gran interés para los menores. Fueron muy unidos y la calidez del hogar influyó en su enseñanza.
  • Por la condición de científico de Christian Bohr, daba reuniones culturales en su hogar a las que asistían artistas y hombres de ciencia. A todas ellas, la familia era una invitada más y los niños interactuaban con tan importantes visitas. Este contacto servía para avivar sus conocimientos.
  • Niels Bohr consultaba constantemente sus decisiones con su hermano Harald Bohr. Era una relación de respeto y admiración. En el futbol Niels era portero y Harald jugaba en la mitad del campo. Con relación a las ciencias naturales, éste último se inclinaría más tarde por las matemáticas en la universidad.

La secundaria y la universidad. El esfuerzo de Niels Bohr

Niels Bohr estudió su secundaria en la escuela latina de Gammelholm y, de allí, se graduó con honores en 1903. Al igual que en primaria, se destacó por sus avanzados conocimientos. A la par de sus estudios, continuaba practicando el futbol, una de sus pasiones. Deja atrás su vida de niño y adolescente.

En ese mismo año se inscribe en la Universidad de Copenhage. Se presenta en su corta existencia la duda, pues tenía en mente tomar la carrera de física o la de filosofía. Luego de planteárselo varias veces, se decide por la física. Seguía los pasos de su padre. Adicionalmente cursó matemática, química y astronomía.

Niels Bohr conocía a muchos de sus profesores, pues eran buenos amigos de su padre y se veían a menudo en su casa. Fue alumno del físico danés Christian Christiansen, quien había desarrollado importantes investigaciones en el campo de la física. Recibió clases de filosofía con el gran intelectual Harald Hoffding.

¡Llegan los reconocimientos!

Siendo estudiante de la Universidad de Copenhage Niels Bohr recibió en 1907 la medalla de oro de la Real Academia Danesa de Ciencias. Este premio lo ganaba con tan solo 22 años de edad por un trabajo de investigación referido a la dinámica de los fluidos.

Para tal fin, Niels Bohr trabajó fuertemente en el laboratorio de fisiología de su padre, debido a que la universidad no contaba con un sitio similar y adecuado. Llevaba sus anotaciones en algunos papeles que iba dictando a su hermano Harald. Estos documentos eran soportes de los experimentos realizados.

El premio lo compartió con Peder Pedersen. Este joven, a la postre, se convertiría en profesor de ingeniería eléctrica. Pedersen desarrollaría estudios en el área de tecnología eléctrica y sería colaborador en las investigaciones relacionadas con la física y la electrónica.

Triunfos académicos y su gran amor

Niels Bohr culminó su maestría en el año de 1909 en la Universidad de Copenhage y se inicia para obtener su doctorado. En 1911 se le confiere este título por su tesis: “Estudios sobre la teoría electrónica de los metales”. Meses antes de alcanzar esta meta, había muerto su padre a quien dedicó sus logros.

Al año siguiente de habérsele conferido el doctorado, se casó con su gran amor Margrethe Nørlund el 1 de agosto de 1912. Esta joven era hermana del famoso matemático Niels Erick Nørlund. De esta relación matrimonial nacieron Aage, Ernest, Christian, Hans, Erick y otro más que murió siendo niño.

La boda se efectuó al retornar Niels Bohr de Cambridge luego de dos años de noviazgo. Margrethe Nørlund se convirtió en la colaboradora más fiel del físico. Se dedicó a transcribir y a redactar sus escritos. La pareja se mantuvo unida en matrimonio por más de 50 años en su propiedad en Copenhage.

Niels Bohr y su viaje a Cambridge y Manchester

En el mes de mayo de 1911, Niels Bohr había solicitado una beca para estudiar en Inglaterra ante la Fundación. En septiembre de ese mismo año le fue aprobada y se dirigió a Cambridge a estudiar con Sir Joseph John Thomson, conocido simplemente como J. J. Thomson.

En esta unión de hombres inteligentes algo no hubo de funcionar bien. Niels Bohr no manejaba bien el idioma inglés. Por tal razón, hizo una crítica a uno de los trabajos de Thomson, y estas no le agradaron ni pudo entenderlas. Alegó Niels que el maestro no logró comprender sus inquietudes.

Debido a esta situación Niels Bohr abandonó Cambridge y se fue hasta Manchester en el año de 1912.  Allí, trabajó con el físico Ernest Rutherford en el estudio de la estructura atómica. Desde ese instante nació una gran amistad entre ambos. En julio de 1912 Niels Bohr regresa a Copenhage.

Niels Bohr: de cabeza en la física

Niels Bohr en 1913 ya se había dedicado exclusivamente a sus estudios de la física. Por tal razón, luego de varias investigaciones escribe y publica su artículo relacionado a la estructura que conformaba a los átomos y moléculas. En esta obra, echa mano a los estudios de Max Planck en cuanto a los paquetes o cuantos.

Los aportes de Niels Bohr a las ciencias iban más allá de los alcanzados por algunos de los destacados científicos de los siglos XIX y XX. Era un hombre que había nacido para hacer historia. Si bien es cierto desarrollaba algunas teorías que habían sido previamente estudiadas, sus investigaciones miraban al futuro.

Dentro del legado que Niels Bohr dejó a la humanidad, destacan el modelo de átomo, que sería llamado átomo de Bohr en su nombre y la mecánica cuántica. Es preciso señalar que estas dos obras de relevancia, encierran parte de los aspectos más relevantes de la física moderna. Pueden resumirse de la manera siguiente:

1.  El modelo de átomo (átomo de Bohr)

Niels Bohr se propuso adelantar una investigación del modelo atómico que no diera, al traste con los postulados de Max Planck; a su vez, que no confrontara el modelo atómico diseñado por su gran amigo Ernest Rutherford. Partiría del átomo de hidrógeno para lograr explicar la estabilidad de la materia.

A su modo de ver, el átomo de hidrógeno poseía un protón en el núcleo y a su alrededor giraba un electrón. Con estas afirmaciones tomaba en cuenta las consideraciones de Planck, Rutherford y también las de su nuevo amigo Albert Einstein.

Para Niels Bohr los electrones daban vueltas en torno al protón en una especie de órbitas circulares. Señalaba que no todas las órbitas les estaba permitido permanecer allí. Este número era definido y no infinito. De esta forma, los electrones podrían situarse en los diferentes niveles electrónicos.

Criticas al modelo atómico de Niels Bohr

Al poco tiempo de su enunciado, algunos científicos le criticaron, debido a las fallas observadas en dicho modelo. Entre ellas pueden referirse:

  • No pudo explicar Niels Bohr porque las llamadas líneas espectrales del hidrógeno son más brillantes unas que las otras. Además, no es posible determinar cuándo se pasa de un estado cuántico a otro. Sus críticos detallaron esta falla.
  • Niels Bohr refiere al electrón como si fuese el centro del universo y a su alrededor giraran todos los demás elementos. Es posible que Bohr le viera como un pequeño planeta. Si se observa desde ese punto de vista, violaría las leyes de la cuántica pues ellas no establecen simultaneidad y determinación.
  • Siguiendo los postulados de Erwin Schrödinger, en cuanto a los cálculos que deben usarse en la mecánica cuántica, estos no se cumplen. Puede señalarse que el modelo atómico de Niels Bohr es solo un concepto básico de órbitas de electrones y energía.
  • Los postulados de Niels Bohr, con respecto al modelo atómico, eran fácilmente superados por la mecánica cuántica. A pesar de las críticas a su modelo, no desmayaba y trató de ir superando poco a poco sus investigaciones. Para subsanar algunas de sus fallas se preparaba constantemente.

2.  La mecánica cuántica de Niels Bohr

Niels Bohr logró visualizar los alcances inmensos de la física. Entendió que debía haber una rama de la física dedicada al estudio de los objetos y las fuerzas a nivel de los átomos. Es decir, trasladar estos fenómenos a una escala bien pequeña. Esta situación fue estudiada y reflejada de manera estructurada.

Niels Bohr aprovechó para dar a conocer su principio de la correspondencia. Las leyes clásicas de la física deben tener vigencia, tanto en el mundo submicroscópico como a nivel macroscópico. Con estos estudios Niels Bohr se iba adaptando a las nuevas y modernas tendencias. No se negó a evolucionar jamás.

El premio Nobel para Niels Bohr

Niels Bohr obtiene en el año de 1922 el premio Nobel de la física por sus estudios acerca del nuevo esquema de llenado de las órbitas de los electrones. Logra explicar al mundo cómo se generan los enlaces químicos en el átomo. A estos estudios se sumaban los resultados que obtenía mejorando su modelo atómico.

Puede señalarse que 1922 fue el gran año de Niels Bohr, pues con el hecho de alcanzar el Nobel, llega también su consolidación mundial como científico. Ya sus investigaciones salían de los confines de su Copenhage natal, y retumbaban en Europa, Asia y en América. Era considerado referencia en el mundo entero.

El hecho de ser catalogado como un excelente científico, no le daba aires de grandeza. Seguía siendo el mismo en su ciudad natal. Se amparaba en el apoyo que le brindaban su esposa y sus pequeños hijos quienes fueron bastiones importantes de sus logros.

Niels Bohr y Albert Einstein

La amistad también se presentó a las puertas de Niels Bohr y de Albert Einstein. Pasaban horas enteras debatiendo sus conceptos. Como buenos conocedores de la ciencia, podían discutir diferentes temas relacionados a la física ylas matemáticas. En varias ocasiones se les veía caminar juntos, hablando y riendo.

Niels Bohr escribió un famoso artículo cuya finalidad era dar a conocer esos encuentros que se daban entre ambos. En este documento relataba la postura que guardaban con relación al giro que venía tomando la física atómica, que estaba en pleno auge. A menudo coincidían en conferencias expresando sus puntos de vista.    

Su primer encuentro se llevó a cabo en Berlín en el año 1920. De esas conversaciones quedaron gratos recuerdos que perdurarían por siempre. Fueron muy buenos amigos a pesar de mantener posturas diferentes pero respetables, entre ellas la mecánica cuántica.

Indudablemente, los aportes que dejó Niels Bohr en la física teórica son cuantiosos. Muere en el año 1962 el 18 de noviembre, tras haber dejado un legado valioso en la ciencia y en la humanidad

Referencias:

https://biografiadee.com/biografia-de-niels-bohr/

https://feriadelasciencias.unam.mx/anteriores/feria22/feria431_01_la_emocionante_vida_de_niels_bohr.pdf

http://dipc.ehu.es/digitalak/orriak/castellano/dilemacuantico.html


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Mou D. Khamlichi

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