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De todos los grandes científicos que han marcado la historia de la ciencia, no se puede dudar que Niels Bohr se encuentra en lo alto de la lista. Y es que estamos hablando de la figura que planteó un modelo atómico pionero y rompedor con la sociedad contemporánea, del danés que revolucionó la concepción de la física cuántica y su relación con el mundo que nos rodea, que se enfrentó a al mismísimo Einstein en un debate sin igual y cuya grandiosa trayectoria fue reconocida con el Premio Nobel.
Sin embargo, no todo puede ser bello en una historia como esta. Además de la gran reputación que se logró, finalmente, por sus innovadores planteamientos, Bohr se enfrentó a críticas y desconfianzas por parte de la comunidad científica, recelosa de las afirmaciones que el joven hacía. Paralelamente, con el estallido de la Segunda Guerra Mundial, su condición de judío lo obligó a exiliarse de manera repentina y arriesgada de su Dinamarca natal hasta Suecia y, posteriormente, Estados Unidos, donde se introdujo por completo en el proyecto más ambicioso del momento: la construcción de la primera bomba atómica.
DE THOMSON A RUTHERFORD
Niels Henrik David Bohr, más conocido como Niels Bohr, nació el 7 de octubre de 1885 en Copenhage, Dinamarca, en el seno de una familia asentada, culta y en contacto directo con la ciencia. De hecho, su padre, Christian Bohr, catedrático de fisiología, fue nominado hasta en tres ocasiones como candidato para el Premio Nobel de Medicina por sus innovadoras investigaciones sobre la fisiología de la respiración.
Con solo 26 años, Niels obtuvo el grado de doctor en Física por la Universidad de Copenhage, revelándose ante la comunidad científica como una gran promesa de la física nuclear. Esta primera y humilde reputación le consiguió un puesto de investigador en el prestigioso Laboratorio Cavendish, de la Universidad de Cambridge, donde trabajó bajo la tutela de Joseph Thomson, padre del electrón. Sin embargo, la falta de interés que demostraba el físico ante el trabajo de Bohr provocó que este último emigrase hacia el noroeste del país y se instalase en la Universidad de Manchester, en donde se puso al cargo de Ernest Rutherford.
Ceremonia de honores en la Universidad de Cambridge el 12 de junio de 1923. En la imagen, Niels Bohr se posiciona como el segundo por la derecha, en la fila de atrás.
En ese nuevo ambiente de trabajo, la trayectoria de Bohr despegó exponencialmente. Rutherford acababa de publicar su modelo de átomo, en el cual planteaba un núcleo formado por carga positiva y partículas negativas que giraban a su alrededor, en un modo semejante al que los planteas orbitan el Sol. Sin embargo, esta teoría se oponía en cierta forma a las leyes de la física tradicional, pues esa carga eléctrica, al moverse, debería irradiar una energía de forma constante, lo que resultaría en un átomo no estable.
El trabajo mano a mano en el laboratorio provocó que entre ambos científicos se forjara una estrecha amistad y unas ansias de colaboración que dieran explicación a qué sucedía realmente en el átomo. En 1913, en un alarde de audacia, Bohr planteó la que sería la solución a los problemas que atormentaban a Rutherford y, a su vez, el nacimiento de un nuevo punto de vista para la física cuántica: el modelo de la gota líquida.
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EL MODELO ATÓMICO DE BOHR
El nuevo modelo atómico propuesto por Bohr se establecía bajo una idea clave: los movimientos que se daban dentro de átomo podrían estar gobernados por unas leyes diferentes a las que regía a la física tradicional. De esa forma, Bohr aceptó, en parte, la teoría propuesta por Rutherford, pero también las complementó utilizando las nuevas propuestas cuánticas que realizara en esos años el físico Max Plank.
Así, en una serie de artículos publicados en la revista científica Philosophical Magazine, Niels proponía un átomo con un núcleo rodeado de órbitas. En esa serie de órbitas, los electrones no absorben ni emiten energía, aunque estén en movimiento. Sin embargo, cuando las partículas negativas se mueven de unas órbitas a otras, es decir, de unos estados de mayor energía a otros de menos, necesitan equilibrar esa variación emitiendo un fotón.
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Aunque, en un primer momento este nuevo modelo desconcertó a la comunidad científica, la cual se negaba a adoptar una teoría que contradecía las leyes de la física tradicionales, finalmente acabó por aceptarse de manera unánime. Primero, fue el propio Rutherford quien aplaudió su planteamiento, viendo resuelto el problema que lo llevaba atormentando meses. Luego, se le sumaron los investigadores del Centro y Norte de Europa, entre los que se encontraban los alemanes James Frank y Gustav Hertz, quienes incorporaron el modelo a sus investigaciones, comprobando, finalmente, la validez del modelo.
Fue tal el impacto de su modelo atómico, que el establecimiento de la teoría le aseguró a Bohr el Nobel de Física de 1922. Como dato curioso, cabe resaltar que, 53 años más tarde, en 1975, el propio hijo de Bohr, Aage Bohr, fue también galardonado con el Nobel en esa misma categoría, en honor a sus trabajos sobre física nuclear.
EINSTEIN Y EL PRINCIPIO DE COMPLEMENTARIEDAD
Con sus planteamientos, Bohr no solo consiguió poner fin a la incertidumbre que rodeaba a la realidad del átomo, sino que puso sobre la mesa la necesidad de que la física tuviera un nuevo enfoque, pues muchos conceptos ordinarios podrían quedar obsoletos más allá del punto de vista de la mecánica clásica. Bajo este criterio, Niels estableció en el año 1923 el principio de correspondencia, bajo el cual afirmaba que la mecánica cuántica debería adaptarse a la física clásica cuando se estudiaban sistemas macroscópicos, es decir, fenómenos no subatómicos.
Niels Bohr y Albert Einstein debatiendo sobre física cuántica en diciembre de 1925 en casa del físico Paul Ehrenfest, en Leiden.
Pero Bohr no se quedó solamente ahí, sino que desarrolló su propio pensamiento filosófico entorno a la física cuántica y a su entendimiento del mundo. Se apoyó sobre los recientes resultados del físico De Broglie, quien acababa de descubrir la naturaleza dual, de onda y de partícula, de la luz, y planteó su principio de complementariedad. De esa forma, Bohr extendió esa idea, afirmando que esos dos modelos eran complementarios para el caso de electrones y fotones. Es decir, que dependiendo de la forma en que midas una partícula, podrás ver sus propiedades de onda o de corpúsculo, siendo ambas complementarias y no contradictorias.
Estas ideas lo llevaron a diferentes enfrentamientos con el mismísimo Einstein, el cual se mostraba reacio ante el nuevo pensamiento cuántico, declarándose más cómodo ante un tratamiento más clásico de la ciencia. En una serie de cartas intercambiadas entre los físicos, Einstein alegaba que el pensamiento cuántico se acercaba más al desorden y al caos, lo cual implicaría un catastrófico Universo basado en el azar desde su nivel subatómico, así como realizaba diferentes críticas al principio de complementariedad. Se dice que, a todos sus comentarios, Bohr simplemente contestaba: “Deja de decirle a Dios como usar sus dados”.
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EL PROYECTO MANHATTAN
La ocupación alemana de Dinamarca supuso un antes y un después para la vida de este físico. La presión de los nazis y su condición de judío lo obligaron a tener que exiliarse, casi de un día para otro, para proteger su vida. De Copenhage viajó a Suecia, y de allí emigró finalmente a Estados Unidos, donde el gobierno norteamericano lo captó para el Proyecto Manhattan, el plan de construcción de la bomba atómica bajo el mando de Robert Oppenheimer.
Su papel fue clave dentro del desarrollo de la bomba, pero, tras la primera explosión, se negó a continuar en el proyecto, manifestando su temor ante el futuro de la sociedad tras una segunda construcción. En lugar de ello, volvió a su Dinamarca natal para ponerse al mando del Instituto Nórdico de Física Teórica, así como para comenzar una carrera como divulgador y conferenciante cuyo objetivo era concienciar sobre el uso de la energía atómica para fines pacíficos. Como resultado, en 1957, recibió el premio Átomos por la Paz, un galardón convocado por la Fundación Ford cuyo objetivo es favorecer las investigaciones científicas orientadas hacia el progreso de la humanidad.
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