Niels Bohr: estabilitat de la matèria

1985/12/01 Ugalde, Jesus Iturria: Elhuyar aldizkaria

En aquest moment en el qual vaig escrivint aquestes línies m'ha vingut a la ment el meu primer contacte amb el model atòmic de Neils Bohr.

La majoria dels cursos de química general comencen amb el model atòmic de Bohr, es diu que no emet energia quan l'electró està en un orbital estacionari per a explicar l'estabilitat de l'àtom d'hidrogen. A continuació, reconeixent que aquesta és la idea més genial de Bohr. Per descomptat, els alumnes pobres ens quedàvem sense detectar on està aquesta genicidad. Quan amb el pas dels anys s'aprofundeix més en la teoria de l'estructura electrònica, els dits de la influència de Neils Bohr es veuen en qualsevol lloc.

Neils Henri va néixer a Copenhaguen el 7 d'octubre de 1885, David Bohr, professor de fisiologia de Copenhaguen, on va estudiar física. Va obtenir el doctorat en 1911 i el mateix any va obtenir una beca de la Carlsberg Foundation* perquè anés a treballar amb Rutherford a Cambridge. En 1916 torna a la Universitat de Copenhaguen per a ensenyar física.

En el model atòmic de Bohr es representen els electrons en unes òrbites estables; si l'àtom fos un petit sistema planetari, el nucli seria el sol i els electrons els planetes. Neils Bohr va dur a terme aquest model en 1913, i per a aquesta època altres físics ho consideraven un model molt heterodox. Alguns físics de gran prestigi, com Otto Stern, van prometre abandonar la física si es comprovés aquell disbarat. Quan el model de Bohr va representar les freqüències de les línies espectrals de l'hidrogen, ningú va abandonar la física, van començar a treballar amb més ràbia.

L'estabilitat de la matèria era el que Bohr volia resoldre, és a dir, mostrar una vegada i una altra el mateix aspecte de la matèria. És a dir, que sempre es formen les mateixes xarxes cristal·lines, que sempre es produeixen les mateixes reaccions químiques, i un llarg etcètera. Potser no ens hem adonat d'aquesta bellesa de la matèria durant molt de temps, si no hagués estat pels resultats que van donar algunes experiències importants a principis d'aquest segle. Planck va descobrir que l'energia d'un sistema atòmic canvia de manera discontínua, es produeixen unes parades d'energia constant dels processos radiants d'un sistema (que després Bohr va denominar estats estables).

Les experiències posteriors de Rutherford van tenir una gran importància en el desenvolupament posterior d'aquesta problemàtica que Niels Bohr va descobrir durant anys en el laboratori de Rutherford. Per sota d'aquest desplegament, Bohr va llançar una pregunta que no es podia deixar pendent més temps: Quines són les raons que les relacionen?. La teoria de Bohr volia trobar aquest vincle.

El mateix Bohr sabia que aquest model atòmic era molt comú, que era només un croquis de l'àtom, no una representació exacta. Però sabia el difícil que seria convertir-se en un model millor. Aquest avanç va venir quan De Broglie va demostrar que la descripció de l'electró podia ser doble. Després Schrodinger va estendre la mecànica ondulatòria.

En aquesta teoria l'electró no gira pel nucli, es considera una ona estable que envolta el nucli. Per tant, l'electró no s'accelera i per això no ha d'emetre energia, com tot mena de partícules carregades. Ara sí que es pot entendre la genètica de Bohr, ell sabia on estava l'estabilitat de la matèria, encara que no va poder explicar-la bé. Als quals es dedicaven massa als arguments matemàtics formals els deia: no; no, no estàs pensant, sinó lògic.

Amb l'evolució d'aquestes noves idees van sorgir molts problemes. Una d'elles és la que va designar Bohr amb el principi de complementarietat. Característiques dels sistemes atòmics, com la velocitat i la posició s'uneixen per parelles. Els elements de cada parella poden ser objecte d'una perfecta oclusió individual però no d'ambdues. Això és el principi de la inseguretat. Werner Heisenberg pensava que amb Bohr es podia estendre la iniciació a altres zones en la universitat de Copenhhave. Així, per a Bohr la realitat és un llenç pintat a banda i banda i quan mirem la bellesa d'un costat ho veiem tot a l'inrevés.

Bohr va proposar que la mateixa relació entre la velocitat i la posició podia ser l'existent entre la matèria i la vida, el cos i l'ànima, la justícia i la paciència. Aquesta proposició va ser molt ben acollida per part dels biòlegs contemporanis, de manera que la interpretació dels sistemes vius pot fer-se d'una banda en funció de les lleis químiques i físiques que governen els components cel·lulars, i per una altra en funció de les lleis de la vida, que governen tota la cèl·lula i l'organisme. Per tant, la recerca física o química de la vida de certs elements no seria possible.

Cal destacar també l'aportació de Bohr a la teoria del nucli atòmic. Niels Bohr va buscar durant els seus anys als Estats Units una teoria per a explicar el mecanisme de la fissió atòmica. Va comparar el nucli amb la comporta de gotes líquides i així va poder explicar moltes particularitats de la fissió nuclear. A més, Bohr va predir que un isòtop de l'urani, 235 O (descobert dos anys abans per Dempster) es fisiaba.

Niels Bohr va defensar profundament la teoria quàntica. Sota la seva direcció, va convertir molts aspectes d'aquesta nova teoria. Einstein va respondre reiteradament als arguments exposats en contra de la integritat de la teoria quàntica, i a pesar que aquest debat està obert en l'actualitat (vegeu I. Belifante, Int. J. Quàntum Chem. 17, 1 (1980), J. L. Sanchez-Gómez, J.M. Sanchez-Ron, An. Fis. 79 , 85 (1983) pot ser el testimoni perfecte de la gran obra de Bohr.

Bohr, amb els seus dos col·legues els premis Nobel Werner Heisenberg i Wolfgang Pauli.

Niels Bohr estava a Dinamarca quan els exèrcits d'Hitler van entrar en 1940. I tres anys després es va veure obligat a fugir perquè no volia cooperar amb l'exèrcit alemany. Va fugir a Anglaterra i d'allí als Estats Units per a treballar en el projecte de bomba atòmica dels Alamos. Dissol en un àcid la medalla d'or Nobel que va rebre en 1922 abans de ser lliurada a Dinamarca per a rescatar la medalla que va precipitar or quan va tornar a Dinamarca.

Aquest va ser el símbol de l'ham d'una malaltia, però aviat es va adonar que estava davant un altre malament, potser pitjor: la guerra atòmica. Bohr va apostar pels usos no militars de l'energia atòmica i en 1955 va organitzar la primera conferència titulada Ginebran els àtoms de la pau. Niels Bohr va morir a Copenhaguen el 18 de novembre de 1962.