Niels Bohr

Za co Niels Bohr dostał Nagrodę Nobla

Nagrodę przyznano za zasługi w badaniu budowy atomów i wysyłanego przez nie promieniowania. Bohr dostał całą pulę, 122 483 korony szwedzkie, a werdykt ogłoszono razem z nagrodą za rok poprzedni, która przypadła Albertowi Einsteinowi.

Obie nagrody wręczono więc na tej samej ceremonii, 10 grudnia 1922 roku, choć Einstein na nią nie dotarł, bo podróżował wtedy po Japonii, i dyplom odebrał za niego niemiecki poseł Rudolf Nadolny. Przez następne trzydzieści lat obaj laureaci prowadzili najgłośniejszy spór w historii fizyki. Bohr bronił mechaniki kwantowej, Einstein twierdził, że teoria jest niekompletna.

Atom, w którym elektron nie może być gdziekolwiek

Pod koniec dziewiętnastego wieku odkryto elektron i promieniotwórczość, więc fizycy zaczęli proponować kolejne modele atomu. Wszystkie miały ten sam problem: według ówczesnych praw krążący elektron powinien tracić energię i spaść na jądro w ułamku sekundy.

Bohr zaproponował w 1913 roku rozwiązanie dla atomu wodoru. Przyjął, że elektron nie może krążyć po dowolnej orbicie, a jedynie po wybranych, i że przeskakując na niższą, wysyła różnicę energii w postaci promieniowania. Model wyjaśnił, dlaczego atomy świecą tylko w ściśle określonych barwach, co od dawna widziano w widmach, lecz czego nikt nie umiał wytłumaczyć.

Pomysł opierał się na teorii kwantów, którą kilkanaście lat wcześniej ogłosił Max Planck, a którą Einstein zastosował do światła. Bohr połączył te wątki w opis budowy materii.

Instytut, przez który przeszła cała fizyka

Po doktoracie Bohr pracował w Manchesterze i Cambridge, a potem wrócił do Danii i objął kierownictwo Instytutu Fizyki Teoretycznej Uniwersytetu Kopenhaskiego, noszącego dziś jego imię.

Miejsce to stało się ośrodkiem, przez który przewinęli się niemal wszyscy twórcy mechaniki kwantowej. Przyjeżdżali tam Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli, Paul Dirac i Lew Landau, a sposób uprawiania fizyki wypracowany w tych murach nazwano interpretacją kopenhaską.

Wspomnienia współpracowników zgodnie opisują jego sposób pracy: mówił cicho, kazał powtarzać argumenty i drążył tak długo, aż rozmówca sam dostrzegał słabość własnego rozumowania. Teksty dyktował i poprawiał wielokrotnie, przez co publikacje ukazywały się z dużym opóźnieniem.

Ucieczka łodzią rybacką

Matka Bohra pochodziła z rodziny żydowskiej, więc po zajęciu Danii przez Niemcy jego położenie stawało się coraz trudniejsze. We wrześniu 1943 roku, uprzedzony o planowanych aresztowaniach, uciekł łodzią rybacką do Szwecji, a stamtąd samolotem do Wielkiej Brytanii.

Wcześniej, we wrześniu 1941 roku, odbył w okupowanej Kopenhadze rozmowę z Heisenbergiem, wtedy jednym z czołowych uczonych niemieckiego programu atomowego, którym pokierował rok później. Co dokładnie padło, pozostaje sporne, bo obaj relacjonowali to inaczej. Spotkanie stało się kanwą sztuki teatralnej granej na całym świecie.

W Stanach Zjednoczonych Bohr pracował przy projekcie Manhattan, a równocześnie przekonywał Winstona Churchilla i Franklina Roosevelta, że po wojnie wiedza o broni jądrowej powinna zostać objęta międzynarodową kontrolą. Obaj przywódcy go zbyli, a Churchill uznał go wręcz za zagrożenie.

Spór z Einsteinem

Przedmiotem sporu było pytanie, czy świat jest nieoznaczony z natury, czy tylko my go nie znamy dość dokładnie. Einstein podsumował swoje stanowisko zdaniem o Bogu, który nie gra w kości. Odpowiedź Bohra, że nie powinniśmy pouczać Stwórcy, co ma robić, krąży w kilku wersjach i nie zachowała się w żadnym zapisie z tamtych rozmów.

Po każdym zjeździe fizyków Einstein wymyślał doświadczenie myślowe mające wykazać sprzeczność w mechanice kwantowej, a Bohr po kilku dniach wskazywał w nim błąd. Żaden nie przekonał drugiego do końca życia.

Co zostało

Niels Bohr zmarł 18 listopada 1962 roku w Kopenhadze. Jego syn Aage Bohr dostał nagrodę z fizyki w 1975 roku za badania budowy jądra atomowego, co czyni ich jedną z kilku par ojciec i syn wśród laureatów.

Pierwiastek o liczbie atomowej 107 nosi nazwę bohr, nadaną na jego cześć w 1997 roku. Model atomu wodoru z 1913 roku został później zastąpiony pełniejszym opisem kwantowym, lecz pozostał w podręcznikach jako pierwszy krok, który pokazał, że świat w skali atomu rządzi się innymi prawami niż to, co widać gołym okiem.