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BIOGRAFIAS DE GRANDES CIENTISTAS
Bohr Niels Henrik David. Biografia de um cientista
Diretório / Biografias de grandes cientistas
Einstein disse uma vez: "O que é surpreendentemente atraente em Bohr como um cientista pensante é uma rara fusão de coragem e cautela; poucas pessoas têm essa capacidade de compreender intuitivamente a essência das coisas ocultas, combinando isso com uma crítica afiada. dúvida, uma das maiores mentes científicas de nossa época." O físico dinamarquês Niels Henrik David Bohr nasceu em 7 de outubro de 1885 em Copenhague como o segundo de três filhos de Christian Bohr e Ellen (nee Adler) Bohr. Seu pai era um renomado professor de fisiologia na Universidade de Copenhague; sua mãe vinha de uma família judia bem conhecida nos círculos bancários, políticos e intelectuais. Sua casa foi o centro de discussões muito animadas sobre questões científicas e filosóficas candentes, e ao longo de sua vida Bohr ponderou as implicações filosóficas de seu trabalho. Ele estudou na Gammelholm Grammar School em Copenhague e se formou em 1903. Bohr e seu irmão Harald, que se tornou um matemático famoso, eram ávidos jogadores de futebol durante seus dias de escola; Mais tarde, Nils gostava de esquiar e velejar. Naqueles anos, Harald era muito mais famoso que Niels, embora não tanto como um cientista talentoso, mas como um dos melhores jogadores de futebol da Dinamarca. Por vários anos ele jogou como zagueiro nas principais equipes da liga e em 1908 participou das Olimpíadas de Londres, onde a Dinamarca ganhou a medalha de prata. Niels também era um jogador de futebol apaixonado, mas nunca se elevou acima do goleiro reserva de um time da liga principal, embora só tenha desempenhado esse papel em partidas muito raras. "Niels, claro, jogou bem, mas muitas vezes ele se atrasou para sair do portão", brincou Harald. Se na escola Niels Bohr era geralmente considerado um estudante de habilidades comuns, então na Universidade de Copenhague seu talento logo o fez falar sobre si mesmo. Em dezembro de 1904, Helga Lund escreveu para sua amiga norueguesa: "A propósito, sobre gênios. Eu encontro um deles todos os dias. Este é Niels Bohr, de quem eu já falei; suas habilidades extraordinárias estão se tornando cada vez mais aparentes. Este é o melhor e mais modesto homem do mundo. Ele tem um irmão Harald , ele é quase tão talentoso e é um estudante de matemática. Eu nunca conheci duas pessoas tão inseparáveis e que se amam. Eles são muito jovens, um tem 17 anos, o outro tem 19 anos, mas prefiro conversar apenas com eles, porque eles são muito agradáveis." Niels foi de fato reconhecido como um pesquisador excepcionalmente capaz. Seu projeto de graduação, no qual ele determinou a tensão superficial da água a partir da vibração de um jato de água, lhe rendeu uma medalha de ouro da Academia Real de Ciências da Dinamarca. Em 1907 ele se tornou um bacharel. Ele recebeu seu mestrado da Universidade de Copenhague em 1909. Sua tese de doutorado sobre a teoria dos elétrons nos metais foi considerada um estudo teórico magistral. Entre outras coisas, revelou a incapacidade da eletrodinâmica clássica para explicar fenômenos magnéticos em metais. Este estudo ajudou Bohr a perceber em um estágio inicial de sua carreira científica que a teoria clássica não poderia descrever completamente o comportamento dos elétrons. Depois de receber seu doutorado em 1911, Bohr foi para a Universidade de Cambridge, na Inglaterra, para trabalhar com J. J. Thomson, que havia descoberto o elétron em 1897. É verdade que, nessa época, Thomson já havia começado a tratar de outros temas e mostrava pouco interesse pela dissertação de Bohr e pelas conclusões nela contidas. Bohr a princípio sofria de falta de conhecimento da língua inglesa e, portanto, imediatamente após a chegada à Inglaterra, começou a ler David Copperfield no original. Com a paciência de sempre, procurou no dicionário cada palavra, da qual duvidava do equivalente dinamarquês, e especialmente para isso comprou um dicionário, que lhe serviu em todos os casos duvidosos. Bor não se separou deste dicionário vermelho toda a sua vida depois. Logo, a vida de Bohr tomou um rumo decisivo: em outubro, no jantar comemorativo anual no Laboratório Cavendish, ele viu Ernest Rutherford pela primeira vez. Embora Bohr não o tenha conhecido pessoalmente naquela época, Rutherford causou uma forte impressão nele. Bohr se interessou pelo trabalho de Ernest Rutherford na Universidade de Manchester. Rutherford e seus colegas estudaram a radioatividade dos elementos e a estrutura do átomo. Bohr mudou-se para Manchester por alguns meses no início de 1912 e mergulhou vigorosamente nesses estudos. Ele deduziu muitas consequências do modelo nuclear do átomo de Rutherford, que ainda não recebeu ampla aceitação. Em discussões com Rutherford e outros cientistas, Bohr elaborou as ideias que o levaram a criar seu próprio modelo da estrutura do átomo. Em 1910, Niels conheceu Margarethe Nerlund, irmã de Niels Erik Nerlund, camarada Harald Bohr e filha do farmacêutico Alfred Nerlund de Slagels. Em 1911, seu noivado ocorreu. No verão de 1912, Bohr retornou a Copenhague e tornou-se professor assistente na Universidade de Copenhague. Em 1º de agosto do mesmo ano, quatro dias depois de Bohr retornar de sua primeira curta viagem de estudo a Rutherford, casou-se com Margaret. A lua de mel os levou para a Inglaterra, onde, após uma semana de estadia em Cambridge, o jovem casal visitou Rutherford. Niels Bohr deixou para ele seu trabalho sobre a desaceleração das partículas alfa, iniciado pouco antes de voltar para casa. O casamento de Niels Bohr com Margaret Nerlund trouxe a ambos uma verdadeira felicidade - eles significavam muito um para o outro. Margaret Bohr tornou-se um apoio genuíno e indispensável para o marido, não só pela força de seu caráter, inteligência e conhecimento da vida, mas, sobretudo, por sua devoção sem limites. Eles tiveram seis filhos, um dos quais, Aage Bohr, também se tornou um físico famoso. O outro filho de Bor, Hans, escreveu mais tarde: "... É impossível não notar o papel que a mãe desempenhou em nossa família. A opinião dela foi decisiva para o pai, a vida dele era a vida dela. De qualquer forma - pequena ou grande - ela participou e, claro, foi a conselheiro mais próximo de seu pai, quando necessário, tome uma decisão." Nos dois anos seguintes, Bohr continuou a trabalhar nos problemas que surgiram em relação ao modelo nuclear do átomo. Rutherford sugeriu que o átomo consiste em um núcleo carregado positivamente em torno do qual os elétrons carregados negativamente giram em órbitas. De acordo com a eletrodinâmica clássica, um elétron em órbita deve perder energia constantemente. Aos poucos, o elétron deveria espiralar em direção ao núcleo e, ao final, cair sobre ele, o que levaria à destruição do átomo. De fato, os átomos são muito estáveis e, portanto, há uma lacuna na teoria clássica. Bohr estava particularmente interessado nesse aparente paradoxo da física clássica porque lembrava demais as dificuldades que ele havia encontrado enquanto trabalhava em sua dissertação. Uma possível solução para esse paradoxo, ele acreditava, poderia estar na teoria quântica. Aplicando a nova teoria quântica ao problema da estrutura do átomo, Bohr sugeriu que os elétrons têm algumas órbitas estáveis permitidas nas quais não irradiam energia. Somente quando um elétron se move de uma órbita para outra é que ele ganha ou perde energia, e a quantidade pela qual a energia muda é exatamente igual à diferença de energia entre as duas órbitas. A ideia de que as partículas só poderiam ter certas órbitas foi revolucionária porque, de acordo com a teoria clássica, suas órbitas poderiam estar localizadas a qualquer distância do núcleo, assim como os planetas poderiam, em princípio, girar em qualquer órbita ao redor do Sol. Embora o modelo de Bohr parecesse estranho e um pouco místico, ele resolvia problemas que há muito intrigavam os físicos. Em particular, deu a chave para separar os espectros dos elementos. Quando a luz de um elemento luminoso (como um gás aquecido composto de átomos de hidrogênio) passa por um prisma, ele não produz um espectro contínuo que inclui todas as cores, mas uma sucessão de linhas claras discretas separadas por áreas escuras mais amplas. De acordo com a teoria de Bohr, cada linha colorida brilhante (ou seja, cada comprimento de onda individual) corresponde à luz emitida pelos elétrons à medida que se movem de uma órbita permitida para outra órbita de energia mais baixa. Bohr derivou uma fórmula para as frequências de linha no espectro do hidrogênio, que continha a constante de Planck. A frequência multiplicada pela constante de Planck é igual à diferença de energia entre as órbitas inicial e final entre as quais os elétrons fazem a transição. A teoria de Bohr, publicada em 1913, trouxe-lhe fama; seu modelo do átomo ficou conhecido como o átomo de Bohr. Imediatamente apreciando a importância do trabalho de Bohr, Rutherford ofereceu-lhe uma cadeira na Universidade de Manchester, cargo que Bohr ocupou de 1914 a 1916. Em 1916 assumiu a cátedra criada para ele na Universidade de Copenhague, onde continuou a trabalhar na estrutura do átomo. Em 1920 ele fundou o Instituto de Física Teórica em Copenhague. Com exceção do período da Segunda Guerra Mundial, quando Bohr não estava na Dinamarca, dirigiu este instituto até o fim de sua vida. Sob sua liderança, o instituto desempenhou um papel de liderança no desenvolvimento da mecânica quântica (a descrição matemática da onda e aspectos corpusculares da matéria e da energia). Durante a década de XNUMX, o modelo do átomo de Bohr foi substituído por um modelo de mecânica quântica mais sofisticado, baseado principalmente na pesquisa de seus alunos e colegas. No entanto, o átomo de Bohr desempenhou um papel essencial como ponte entre o mundo da estrutura atômica e o mundo da teoria quântica. Bohr recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1922 "por seus serviços ao estudo da estrutura dos átomos e da radiação que eles emitem". Na apresentação do laureado, Svante Arrhenius, membro da Real Academia Sueca de Ciências, observou que as descobertas de Bohr "o levaram a ideias teóricas que diferem significativamente daquelas que fundamentam os postulados clássicos de James Clerk Maxwell". Arrhenius acrescentou que os princípios de Bohr “prometem frutos abundantes em pesquisas futuras”. Em 1924, Bohr comprou uma mansão em Lunnen. Aqui, em um lindo prado, ele gostava muito de descansar. Junto com sua esposa e filhos, ele pedalava pela floresta, nadava no mar e jogava futebol. Nos anos XNUMX, o cientista deu uma contribuição decisiva para o que mais tarde foi chamado de interpretação de Copenhague da mecânica quântica. Baseada no princípio da incerteza de Werner Heisenberg, a interpretação de Copenhague parte do fato de que as rígidas leis de causa e efeito, familiares a nós no mundo macroscópico cotidiano, não são aplicáveis aos fenômenos intra-atômicos, que só podem ser interpretados em termos probabilísticos. Por exemplo, é impossível, mesmo em princípio, prever antecipadamente a trajetória de um elétron; em vez disso, pode-se especificar a probabilidade de cada uma das trajetórias possíveis. Bohr também formulou dois dos princípios fundamentais que determinaram o desenvolvimento da mecânica quântica: o princípio da correspondência e o princípio da complementaridade. O princípio da correspondência afirma que a descrição da mecânica quântica do mundo macroscópico deve corresponder à sua descrição dentro da estrutura da mecânica clássica. O princípio da complementaridade afirma que a natureza ondulatória e corpuscular da matéria e da radiação são propriedades mutuamente exclusivas, embora ambas as representações sejam componentes necessários para a compreensão da natureza. O comportamento de ondas ou partículas pode aparecer em um certo tipo de experimento, mas o comportamento misto nunca é observado. Tendo aceitado a coexistência de duas interpretações aparentemente contraditórias, somos forçados a prescindir de modelos visuais - tal é o pensamento expresso por Bohr em sua palestra do Nobel. Ao lidar com o mundo do átomo, disse ele, "devemos ser modestos em nossas investigações e nos contentar com conceitos que são formais no sentido de que lhes falta a imagem visual tão familiar a nós". O método de trabalho de Bohr parecia incomum para muitos. Mas ao conhecê-lo mais de perto, ficou claro que ele correspondia plenamente ao seu credo científico. Com exceção de cartas pessoais e notas curtas, o próprio Bohr escreveu apenas alguns artigos. O melhor de tudo é que seu pensamento funcionava quando não escrevia, mas ditava. Além disso, Bor sempre precisava da presença de uma pessoa com quem pudesse discutir problemas. Esse tipo de tampo vivo era um pré-requisito necessário para o trabalho, um meio de testar a força dos argumentos. Ele sentiu uma necessidade interna de crítica, reagindo de forma extremamente aguda a qualquer declaração crítica. Muitas vezes, no decorrer da discussão, ele foi capaz de formular sua ideia da melhor maneira possível. Bohr avidamente captou todas as observações justas sobre a escolha da palavra e voluntariamente fez alterações no texto. Nos anos 1938, Bohr voltou-se para a física nuclear. Enrico Fermi e seus colaboradores estudaram os resultados do bombardeio de núcleos atômicos por nêutrons. Bohr, juntamente com vários outros cientistas, propôs um modelo de gota do núcleo, consistente com muitas das reações observadas. Esse modelo, que compara o comportamento de um núcleo atômico pesado instável a uma gota de líquido físsil, permitiu que Otto R. Frisch e Lise Meitner desenvolvessem uma estrutura teórica para entender a fissão nuclear no final de 1939. A descoberta da fissão às vésperas da Segunda Guerra Mundial imediatamente deu origem a especulações sobre como ela poderia ser usada para liberar energia colossal. Durante uma visita a Princeton no início de 235, Bohr determinou que um dos isótopos comuns de urânio, o urânio-XNUMX, era um material físsil, que teve um impacto significativo no desenvolvimento da bomba atômica. Nos primeiros anos da guerra, Bohr continuou a trabalhar em Copenhague nos detalhes teóricos da fissão nuclear, sob as condições da ocupação alemã da Dinamarca. No entanto, em 29 de setembro de 1943, Bohr foi repetidamente informado da decisão alemã de prendê-lo junto com toda a sua família em conexão com a deportação iminente de judeus dinamarqueses para a Alemanha. Felizmente, ele conseguiu tomar as medidas necessárias e naquela noite, junto com sua esposa, irmão Harald e outros membros da família, cruzaram para a Suécia. De lá, ele e seu filho Aage voaram para a Inglaterra no compartimento de bombas vazio de um avião militar britânico. Embora Bohr considerasse a construção de uma bomba atômica tecnicamente inviável, o trabalho na construção de tal bomba já estava em andamento nos Estados Unidos, e os Aliados precisavam de sua ajuda. No final de 1943, Niels e Aage Bohr viajaram para Los Alamos para trabalhar no Projeto Manhattan. Senior Bor fez uma série de desenvolvimentos técnicos na criação da bomba e foi considerado um ancião entre muitos cientistas que trabalharam lá; no entanto, ao final da guerra, ele estava extremamente preocupado com as consequências do uso da bomba atômica no futuro. Ele se encontrou com o presidente dos EUA Franklin D. Roosevelt e o primeiro-ministro britânico Winston Churchill, tentando convencê-los a serem abertos e francos com a União Soviética sobre novas armas, e também pressionou pelo estabelecimento de um sistema de controle de armas pós-guerra. No entanto, seus esforços não foram bem sucedidos. Após a guerra, Bohr retornou ao Instituto de Física Teórica, que se expandiu sob sua liderança, ajudou a fundar o CERN (Centro Europeu de Pesquisa Nuclear) e teve um papel ativo em seu programa científico nos anos cinquenta. Ele também participou da fundação do Nordic Institute for Theoretical Atomic Physics (Nordita) em Copenhague, o centro científico unificado dos países escandinavos. Durante esses anos, o cientista continuou a falar na imprensa pelo uso pacífico da energia nuclear e alertou sobre os perigos das armas nucleares. Em 1950, ele enviou uma carta aberta à ONU, reiterando seu apelo durante a guerra por um "mundo aberto" e controle internacional de armas. Um homem alto com um grande senso de humor, Bor era conhecido por sua simpatia e hospitalidade. Diz-se que era absolutamente impossível jogar xadrez com Bohr. Sempre que o oponente fazia um movimento ruim, Bohr colocava as peças em sua posição original e o deixava jogar novamente. Esta história é aparentemente fictícia, mas está bem no espírito de Bohr, ele adorava histórias espirituosas e acreditava que uma boa história não precisa ser verdadeira. A este respeito, Bohr costumava citar um colega alemão que teria dito: "Mas, meu caro amigo, se você está contando uma história realmente interessante, você não precisa se ater aos fatos tão estritamente!" 7 de outubro de 1955 Niels Bohr completou 70 anos. Nesta ocasião, uma reunião solene foi realizada em 14 de outubro, que contou com a presença do rei. O Presidente agradeceu ao Rei por sua participação na reunião e por seu apoio à Sociedade. O rei anunciou que havia concedido ao presidente a Ordem da Primeira Classe de Dannebrog. Tendo atingido a idade da aposentadoria compulsória, Bohr renunciou ao cargo de professor da Universidade de Copenhague, mas permaneceu como chefe do Instituto de Física Teórica. Nos últimos anos de sua vida, ele continuou a contribuir para o desenvolvimento da física quântica e mostrou grande interesse no novo campo da biologia molecular. Por seus esforços nessa direção, ele recebeu o primeiro Peaceful Atom Award, estabelecido pela Fundação Ford em 1957. Bohr morreu em 18 de novembro de 1962 em sua casa em Copenhague como resultado de um ataque cardíaco. Autor: Samin D. K.
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