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Niels Henrik David Bohr (1885-1962)

El siguiente paso importante fue dado por Niels Bohr. Bohr entra en la Universidad de Copenhagen en 1903 y, según cuentan, era un crack para jugar al fútbol (su hermano menor era aún mejor y logró medalla de plata en 1908 con el equipo olímpico Danés). Bohr obtuvo un doctorado en 1911 y con una beca se fue a profundizar su educación en Cambridge bajo la tutela de J. J. Thomson, y luego a Manchester, con Rutherford.

Rutherford había planteado el modelo planetario del átomo con un pequeño núcleo rodeado de una nube de electrones. Bohr especulaba que si se unía el modelo planetario de Rutherford con el concepto de quanta de Plack, entonces podría ser posible explicar cómo las sustancias emitían y absorbían energía radiante. Estas emisiones y absorciones se sabía que eran responsables de las extrañas líneas encontradas en el espectro de los elementos descubiertas por Fraunhofer un siglo antes.

Bohr empezó estudiando el átomo de hidrógeno. Lorentz había sugerido que las radiaciones provenían de la oscilación del electrón en la órbita del átomo de hidrógeno, y que las radiaciones se efectuaban cuando la carga eléctrica del electrón se aceleraba o desaceleraba. Bohr por el contrario, propuso que el átomo no irradiaba mientras el electrón se mantuviera en órbita, sino más bien, cuando este cambiaba de órbita y que estas órbitas solo se dan en puntos discretos.

La propuesta de Bohr por si misma no resolvió todos los interrogantes, pero fue suficiente para girar la física subatómica en la dirección cuántica. Bohr había propuesto solo órbitas circulares, pero Sommerfeld desarrolló las ecuaciones para orbitas elípticas también. Bohr no había podido desarrollar modelos para átomos más complejos que el hidrógeno pero había sugerido que las órbitas de los electrones debían existir en capas, una noción que Pauli logró formalizar.

Bohr publicó sus resultados en la edición de Julio de 1913 de Philosophical Magazine. Las nociones de Bohr contaron con una enorme oposición. Bohr había sustituido la mecánica clásica por un modelo 4-dimensional, nada fácil de digerir y que contradecia los modelos clásicos conocidos.

Sin embargo, la teoría de Bohr tenía enormes atractivos ya que:

  1. Su concordancia con los datos encontrados en el espectro del átomo de hidrógeno era increíble.

  2. Proveía una explicación teórica de las fórmulas empíricas y las constantes que se habían elaborado previamente.
Eventualmente, Bohr ganó la contienda y recibió el premio Nobel de 1922 por este trabajo. Elogios sobre la genialidad de Bohr en proponer y elaborar su teoría abundan. Einstein, en sus notas autobiográficas de 1948, se asombra de cómo datos contradictorios y nada claros sobre el espectro del átomo de hidrógeno, le permiten a Bohr deducir las características del átomo y sus órbitas, conjunto con el papel que éstas juegan en las propiedades de los elementos.

De aqui en adelante la mecánica cuántica se desarrolla muy rápidamente. Hasta este momento la mecánica cuántica utilizaba espacio euclideo y tensores cartesianos. En 1924 Satyendra Nath Bose propone que las partículas en si no son las que se conservan, sin mas bien la independencia estadística de las partículas. Louis de Broglie en su trabajo Doctoral extiende la dualidad onda-partícula de los fotones a todas las partículas. En 1926 Schrödinger publica un artículo con sus ecuaciones para el átomo de hidrógeno e introduce la mecánica de ondas. En el mismo año Dirac resuelve las ecuaciones de las leyes estipuladas por Planck. En 1927 Heisenberg propone su principio de incertidumbre, Heisemberg utiliza una mecánica de matrices que rivaliza con la mecánica de ondas de Schrödinger. En 1932 von Neumann formaliza la teoría utilizando álgebra de operadores.


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Jose Castro 2004-10-06