Niels Bohr: estabilidade da materia

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

Neste momento no que vou escribindo estas liñas veume á mente o meu primeiro contacto co modelo atómico de Neils Bohr.

A maioría dos cursos de química xeral comezan co modelo atómico de Bohr, dise que non emite enerxía cando o electrón está nun orbital estacionario paira explicar a estabilidade do átomo de hidróxeno. A continuación, recoñecendo que esta é a idea máis xenial de Bohr. Por suposto, os alumnos pobres quedabamos sen detectar onde está esa genicidad. Cando co paso dos anos profúndase máis na teoría da estrutura electrónica, os dedos da influencia de Neils Bohr ven en calquera lugar.

Neils Henri naceu en Copenhague o 7 de outubro de 1885, David Bohr, profesor de fisiología de Copenhague, onde estudou física. Obtivo o doutoramento en 1911 e o mesmo ano obtivo una bolsa da Carlsberg Foundation* para que fóra a traballar con Rutherford a Cambridge. En 1916 regresa á Universidade de Copenhague paira ensinar física.

No modelo atómico de Bohr represéntanse os electróns nunhas órbitas estables; si o átomo fose un pequeno sistema planetario, o núcleo sería o sol e os electróns os planetas. Neils Bohr levou a cabo este modelo en 1913, e paira esa época outros físicos considerábano un modelo moi heterodoxo. Algúns físicos de gran prestixio, como Otto Stern, prometeron abandonar o física si comprobásese aquel disparate. Cando o modelo de Bohr representou as frecuencias das liñas espectrales do hidróxeno, ninguén abandonou a física, comezaron a traballar con máis rabia.

A estabilidade da materia era o que Bohr quería resolver, é dicir, mostrar unha e outra vez o mesmo aspecto da materia. É dicir, que sempre se forman as mesmas redes cristalinas, que sempre se producen as mesmas reaccións químicas, e un longo etcétera. Quizá non nos demos conta desta beleza da materia durante moito tempo, si non fose polos resultados que deron algunhas experiencias importantes a principios deste século. Planck descubriu que a enerxía dun sistema atómico cambia de forma descontinua, prodúcense unhas paradas de enerxía constante dos procesos radiantes dun sistema (que logo Bohr denominou estados estables).

As experiencias posteriores de Rutherford tiveron una gran importancia no desenvolvemento posterior desta problemática que Niels Bohr descubriu durante anos no laboratorio de Rutherford. Por baixo deste despregamento, Bohr lanzou una pregunta que non se podía deixar pendente máis tempo: Cales son as razóns que as relacionan?. A teoría de Bohr quería atopar ese vínculo.

O mesmo Bohr sabía que este modelo atómico era moi común, que era só un esbozo do átomo, non una representación exacta. Pero sabía o difícil que sería converterse nun modelo mellor. Este avance veu cando De Broglie demostrou que a descrición do electrón podía ser dobre. Despois Schrodinger estendeu a mecánica ondulatoria.

Nesta teoría o electrón non vira polo núcleo, considérase una onda estable que rodea o núcleo. Por tanto, o electrón non se acelera e por iso non ten que emitir enerxía, como todo tipo de partículas cargadas. Agora si que se pode entender a xenética de Bohr, el sabía onde estaba a estabilidade da materia, aínda que non puido explicala ben. Aos que se dedicaban demasiado aos argumentos matemáticos formais dicíalles: non; non, non estás a pensar, senón lóxico.

Coa evolución destas novas ideas xurdiron moitos problemas. Una delas é a que designou Bohr co principio de complementariedad. Características dos sistemas atómicos, como a velocidade e a posición únense por parellas. Os elementos de cada parella poden ser obxecto dunha perfecta oclusión individual pero non de ambas. Isto é o principio da inseguridade. Werner Heisenberg pensaba que con Bohr podíase estender a iniciación a outras zonas na universidade de Copenhhave. Así, paira Bohr a realidade é un lenzo pintado a ambos os dous lados e cando miramos a beleza dun lado vémolo todo ao revés.

Bohr propuxo que a mesma relación entre a velocidade e a posición podía ser a existente entre a materia e a vida, o corpo e a alma, a xustiza e a paciencia. Esta proposición foi moi ben acollida por parte dos biólogos contemporáneos, de modo que a interpretación dos sistemas vivos pode facerse por unha banda en función das leis químicas e físicas que gobernan os compoñentes celulares, e por outra en función das leis da vida, que gobernan toda a célula e o organismo. Por tanto, a investigación física ou química da vida de certos elementos non sería posible.

Cabe destacar tamén a achega de Bohr á teoría do núcleo atómico. Niels Bohr buscou durante os seus anos en Estados Unidos una teoría paira explicar o mecanismo da fisión atómica. Comparou o núcleo coa comporta de pingas líquidas e así puido explicar moitas particularidades da fisión nuclear. Ademais, Bohr predixo que un isótopo do uranio, 235 Ou (descuberto dous anos antes por Dempster) se fisiaba.

Niels Bohr defendeu profundamente a teoría cuántica. Baixo a súa dirección, converteu moitos aspectos desta nova teoría. Einstein respondeu reiteradamente aos argumentos expostos en contra da integridade da teoría cuántica, e a pesar de que este debate está aberto na actualidade (véxase I. Belifante, Int. J. Quantum Chem. 17, 1 (1980), J. L. Sanchez-Gómez, J.M. Sanchez-Ron, An. Fis. 79 , 85 (1983) pode ser a testemuña perfecta da gran obra de Bohr.

Bohr, cos seus dous colegas os premios Nobel Werner Heisenberg e Wolfgang Pauli.

Niels Bohr estaba en Dinamarca cando os exércitos de Hitler entraron en 1940. E tres anos despois viuse obrigado a fuxir porque non quería cooperar co exército alemán. Fuxiu a Inglaterra e de alí a Estados Unidos paira traballar no proxecto de bomba atómica dos Alamos. Disolve nun ácido a medalla de ouro Nobel que recibiu en 1922 antes de ser entregada a Dinamarca paira rescatar a medalla que precipitou ouro cando volveu a Dinamarca.

Este foi o símbolo do anzol dunha enfermidade, pero pronto se deu conta de que estaba ante outro mal, quizais peor: a guerra atómica. Bohr apostou polos usos non militares da enerxía atómica e en 1955 organizou a primeira conferencia titulada Ginebran os átomos da paz. Niels Bohr morreu en Copenhague o 18 de novembro de 1962.