Niels Bohr fu uno dei maggiori scienziati della fisica moderna, noto soprattutto per i suoi sostanziali contributi alla teoria quantistica e per la sua ricerca vincitrice del premio Nobel sulla struttura degli atomi.
Nato a Copenaghen nel 1885 da genitori ben educati, Bohr si interessò alla fisica in giovane età. Ha studiato materia durante gli anni di laurea e laurea e ha conseguito un dottorato in fisica nel 1911 presso l'Università di Copenaghen.
Mentre era ancora studente, Bohr vinse un concorso indetto dall'Accademia delle Scienze di Copenaghen per le sue indagini sulle misurazioni della tensione superficiale del liquido usando getti di fluido oscillante. Lavorando nel laboratorio di suo padre (un rinomato fisiologo), Bohr condusse diversi esperimenti e realizzò persino le proprie provette di vetro.
Bohr andò oltre l'attuale teoria della tensione superficiale liquida prendendo in considerazione la viscosità dell'acqua e incorporando ampiezze finite piuttosto che infinitesimali. Ha presentato il suo saggio all'ultimo minuto, vincendo il primo posto e una medaglia d'oro. Ha migliorato queste idee e le ha inviate alla Royal Society di Londra, che le ha pubblicate sulla rivista Philosophical Transactions of the Royal Society nel 1908, secondo Nobelprize.org.
Il suo lavoro successivo divenne sempre più teorico. Fu mentre conduceva ricerche per la sua tesi di dottorato sulla teoria elettronica dei metalli che Bohr si imbatté per la prima volta nella prima teoria quantistica di Max Planck, che descriveva l'energia come minuscole particelle o quanti.
Nel 1912, Bohr lavorava per il premio Nobel J.J. Thompson in Inghilterra quando fu presentato a Ernest Rutherford, la cui scoperta del nucleo e lo sviluppo di un modello atomico gli avevano fatto guadagnare un premio Nobel per la chimica nel 1908. Sotto la tutela di Rutherford, Bohr iniziò a studiare le proprietà degli atomi.
Bohr ha tenuto una cattedra di fisica all'università di Copenaghen dal 1913 al 1914 e ha continuato a ricoprire una posizione simile alla Victoria University di Manchester dal 1914 al 1916. Tornò all'Università di Copenaghen nel 1916 per diventare professore di fisica teorica. Nel 1920 è stato nominato capo dell'Istituto di fisica teorica.
Combinando la descrizione del nucleo di Rutherford e la teoria di Planck sui quanti, Bohr ha spiegato cosa succede all'interno di un atomo e ha sviluppato un quadro della struttura atomica. Questo lavoro gli è valso un premio Nobel nel 1922.
Nello stesso anno in cui iniziò gli studi con Rutherford, Bohr sposò l'amore della sua vita, Margaret Nørlund, con la quale ebbe sei figli. Più tardi, divenne presidente della Royal Danish Academy of Sciences, nonché membro delle accademie scientifiche di tutto il mondo.
Quando i nazisti invasero la Danimarca nella seconda guerra mondiale, Bohr riuscì a fuggire in Svezia. Ha trascorso gli ultimi due anni di guerra in Inghilterra e negli Stati Uniti, dove è stato coinvolto nel Atomic Energy Project. Era importante per lui, tuttavia, usare le sue abilità per il bene e non per la violenza. Dedicò il suo lavoro all'uso pacifico della fisica atomica e alla risoluzione di problemi politici derivanti dallo sviluppo di armi atomiche di distruzione. Credeva che le nazioni dovessero essere completamente aperte l'una con l'altra e scrisse queste opinioni nella sua Open Letter alle Nazioni Unite del 1950.
Modello atomico
Il più grande contributo di Bohr alla fisica moderna fu il modello atomico. Il modello di Bohr mostra l'atomo come un piccolo nucleo carico positivamente circondato da elettroni in orbita.
Bohr fu il primo a scoprire che gli elettroni viaggiano in orbite separate attorno al nucleo e che il numero di elettroni nell'orbita esterna determina le proprietà di un elemento.
L'elemento chimico bohrio (Bh), n. 107 nella tavola periodica degli elementi, prende il nome da lui.
Teoria delle goccioline liquide
Il lavoro teorico di Bohr ha contribuito in modo significativo alla comprensione da parte degli scienziati della fissione nucleare. Secondo la sua teoria delle goccioline liquide, una goccia liquida fornisce una rappresentazione accurata del nucleo di un atomo.
Questa teoria fu determinante nei primi tentativi di scissione degli atomi di uranio negli anni '30, un passo importante nello sviluppo della bomba atomica.
Nonostante i suoi contributi al Progetto per l'energia atomica degli Stati Uniti durante la seconda guerra mondiale, Bohr fu un chiaro sostenitore dell'applicazione pacifica della fisica atomica.
Teoria dei quanti
Il concetto di complementarità di Bohr, di cui scrisse in numerosi saggi tra il 1933 e il 1962, afferma che un elettrone può essere visto in due modi, o come una particella o come un'onda, ma mai entrambi allo stesso tempo.
Questo concetto, che costituisce la base della prima teoria quantistica, spiega anche che, indipendentemente da come si vede un elettrone, tutta la comprensione delle sue proprietà deve essere radicata nella misurazione empirica. La teoria di Bohr sottolinea che i risultati di un esperimento sono profondamente influenzati dagli strumenti di misurazione utilizzati per realizzarli.
I contributi di Bohr allo studio della meccanica quantistica sono per sempre ricordati all'Istituto di fisica teorica dell'Università di Copenaghen, che ha aiutato a fondare nel 1920 e diretto fino alla sua morte nel 1962. Da allora è stato ribattezzato Niels Bohr Institute in suo onore.
Citazioni di Niels Bohr
"Ogni grande e profonda difficoltà porta in sé la propria soluzione. Ci costringe a cambiare il nostro pensiero per trovarlo."
"Tutto ciò che chiamiamo reale è fatto di cose che non possono essere considerate reali."
"L'arma migliore di una dittatura è la segretezza, ma l'arma migliore di una democrazia dovrebbe essere l'arma dell'apertura".
"Non esprimerti mai più chiaramente di quanto tu possa pensare."
