Del modelo atómico y la física cuántica a una advertencia sobre su uso irracional

Un día como hoy pero de 1962 se despedía Niels Henrik David Bohr, físico nuclear, filósofo de la ciencia, químico y futbolista danés cuyas teorías sobre la estructura del átomo y la dinámica del núcleo transformaron para siempre la física. Además, su legado fue claro: la ciencia no se construye en el vacío, interactúa con la ética, la política y la cultura. Advirtió que el conocimiento científico y sus conclusiones prácticas no son neutras para el destino de la humanidad y su implementación implica riesgos y peligros que se deben limitar aplicando el sentido común y el instinto de supervivencia.
Nació en 1885 en la ciudad de Copenhague. Hijo de Ellen Adler, descendiente de una familia judía adinerada y de Christian Bohr, profesor de fisiología y devoto luterano. Durante su adolescencia el deporte ocupó una parte de su tiempo y jugó de arquero en el Akademisk Boldklub, antiguo y popular equipo danés que actualmente participa de la Segunda División. Pero su inclinación por la ciencia pudo más y cursó la carrera de Física en la Universidad de Copenhague, donde alcanzó el doctorado en 1911.
Con el objetivo de continuar su formación y a caballo de su interés por la física nuclear, ingresó en el Cavendish Laboratory de Cambridge (Inglaterra) donde ejercía como director el químico y premio Nobel Joseph John Thomson, quien había descubierto el electrón. Allí llevó su tesis, precisamente, sobre electrones para que pudiera ser traducida al inglés. El poco interés que demostró Thompson sobre el trabajo de Bohr lo impulsó a continuar su capacitación en la Universidad Victoria de Manchester donde se encontró con otro premio Nobel, Ernest Rutherford con quien amplió sus saberes sobre los modelos del átomo y la radiactividad, que había sido descubierta por Pierre y Marie Curie.
Desde ese momento, ambos científicos mantuvieron una estrecha amistad y establecieron un trabajo conjunto que permitió avanzar en la explicación práctica de un modelo atómico. Rutherford había logrado elaborar una teoría del átomo con hipótesis muy sólidas pero con serios inconvenientes para comprobarlas en el plano de las leyes de la física clásica. Bohr, encaró el problema y lo explicó de una manera sencilla y audaz: los movimientos que se producían dentro del átomo estaban presididos por leyes ajenas a las de la física tradicional.
En 1912 se casó con la editora danesa Margrethe Nørlund que se transformó también en la traductora de sus obras y su irremplazable colaboradora y con quien tuvo seis hijos.
En 1913 publicó una serie de ensayos mediante los cuales dio a conocer su propio modelo atómico. Era una modificación del modelo de Rutherford en el que conjeturó que el átomo de hidrógeno se asemeja a “un sistema solar microscópico” en el que los electrones se movían en órbitas circulares alrededor del núcleo, formado por un protón.
Además, explicó que los electrones están ubicados en órbitas circulares específicas y permitidas alrededor del núcleo y a distancias fijas (la órbita más cercana al núcleo tiene la menor energía y la más lejana tiene la mayor energía). Que las únicas órbitas permitidas para un electrón son aquellas para las cuales el momento angular (magnitud física que mide la cantidad de movimiento) del electrón sea un determinado múltiplo entero. Que en cada órbita puede haber un número determinado de electrones, cuya distribución se denomina configuración electrónica. Que un electrón libera energía (fotón) cuando salta de una órbita de mayor a otra de menor energía y que cuando se produce el camino inverso el electrón absorbe energía. Nacía la teoría de las órbitas cuantificadas. Inédita y magistral.
Ese mismo año regresó a su patria y poco tiempo después comenzó a ejercer como profesor de física teórica en la Universidad de Copenhague. Debido al prestigio internacional por los estudios realizados y sus publicaciones anexas y su perseverancia ante las autoridades consiguió los fondos necesarios para crear el Instituto Nórdico de Física Teórica, institución que dirigió desde 1920 hasta su fallecimiento.
Rápidamente el instituto se constituyó, junto a las universidades alemanas de Múnich y Göttingen, en la tríada académica europea donde se desarrollaban regularmente las principales investigaciones sobre la física del átomo.
En 1922 obtuvo el Premio Nobel por sus trabajos sobre la estructura atómica y la radiación.
Sus investigaciones sobre el átomo y la mecánica cuántica continuaron. En 1923 enunció el principio de la correspondencia (que estableció un puente entre el mundo microscópico de la cuántica y el mundo macroscópico de la física clásica) y cinco años después sumó el principio de la complementariedad (estableció que la luz y la materia no son solo ondas o partículas; son ambas, pero que estas propiedades no se manifiestan simultáneamente). A causa de la importancia de esta última teoría se fue conformando la Escuela de Copenhague que se especializó en la física cuántica y en la lingüística (particularmente en la glosemática).
Fue la época de los intensos debates teóricos con Albert Einstein que se oponía a las interpretaciones de Bohr respecto a los principios de la nueva mecánica y a ciertos aspectos de la mecánica cuántica que indicaban el origen azaroso de la materia o de permanente desorden. No obstante, Einstein reconocía la capacidad y grandeza teórica de su eventual oponente.
En la década siguiente viajó numerosas veces de EE UU donde los anotició de la existencia de la fisión nuclear que había sido descubierta por Otto Hahn y Fritz Strassmann. Durante cinco meses trabajó con el físico J. A. Wheeler en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton donde anunciaron que el plutonio podía ser fisionable, al igual que el uranio. Bohr identificó que la fisión inducida por neutrones lentos dependía casi exclusivamente del isótopo U-235, hallazgo que anticipó la necesaria separación de isótopos para lograr una reacción en cadena.
En 1943 la invasión nazi a Dinamarca obligó a su exilio (su condición de judío lo hizo muy vulnerable). Huyó a Suecia y de allí a Londres rumbo a su destino final: EE UU, bajo el pseudónimo de Nicholas Baker. Convencido de los avances alemanes en materia nuclear se puso a disposición y trabajó en el Proyecto Manhattan de Los Álamos, Nuevo México (EE UU). No trabajó en la ingeniería de detalle. Fue un consejero con autoridad conceptual, que analizaba supuestos, advertía sobre riesgos de enfoque y aportaba una perspectiva integral. No obstante, el resultado práctico fue la fabricación de la primera bomba atómica.
Al finalizar la Segunda Guerra Mundial regresó a Dinamarca y se reincorporó a su puesto de trabajo en el Instituto Nórdico de Física Teórica. Pero su enfoque contenía un nuevo ingrediente: las aplicaciones devastadoras que podían tener sus investigaciones puestas a disposición de una maquinaria bélica inmanejable. De allí en más dispuso una estrategia para convencer a sus colegas de la necesidad de usar la física nuclear con fines útiles y benéficos. Organizó simposios y conferencias internacionales para exigir uso pacífico de la energía atómica. En 1951 organizó y publicó un manifiesto firmado por centenares de científicos en el que solicitaba a los poderes públicos que garantizaran el empleo de la energía atómica para fines pacíficos. Desde 1953 ocupó el lugar de director de la Organización Europea para la Investigación Nuclear a la que trató de imprimirle esa impronta pacifista.
Su producción literaria fue breve y valiosa: Teoría de los espectros y constitución atómica- (1922), _Luz y vida (1933), Teoría atómica y descripción de la naturaleza (1934), El mecanismo de la fisión nuclear (1939) y Física atómica y conocimiento humano (1958).
En la primavera de 1962 un derrame cerebral pudo contra todo con furibunda rapidez. En su honor se identificó a un elemento químico con el nombre de bohrio y al asteroide (3948) Bohr.
Salú Niels Bohr!