Kvantová fyzika: kvantová atom

ILUSTRACE: THOMAS POROSTOCKY

července 1913 viděl dánský fyzik Niels Bohr publikovat první ze tří dokumentů, které stanoví radikální nový pohled na jadernou atom. Jeho nápad — kladně nabité jádro obklopené elektrony v drahách diskrétní energie — vysvětlil frekvence světla vyzařovaného vodíku jako elektrony vyrobené skoky mezi drahách. Kvantová pravidla určovala energii elektronů a zabránila nestabilitě, která trápila předchozí mechanické modely atomů.

toto zvláštní vydání přírody zkoumá původ a odkaz Bohrova kvantového atomu, modelu, který od té doby rezonoval. V roce 1911 zahájil Bohr postdoktorandský rok v Anglii, který zasadil semena jeho myšlení. V Komentáři na stránce 27 historik John karlovy vary týká jak dopisy od Bohr jeho bratr Harald a jeho snoubenka, Margrethe Nørlund, vydané v letošním roce, graf dauntless fyzik, práce s j. J. Thomson a Ernest Rutherford, a jeho studium dokumentů Johna Williama Nicholsona, který předznamenal jeho průlom.

kaleidoskopickou povahu elektronu osvětluje fyzik Frank Wilczek ve druhém komentáři (strana 31). Pro většinu praktických účelů se elektrony chovají jako jednoduché bodové částice — ale při vysokých energiích odhalují své složky ve sprchách kvarků, gluonů a neutrin. Fyzici se stále snaží pochopit záhadné projevy elektrony, jako jsou spojený státy v oblasti supravodičů a fragmenty s frakční poplatky.

jiní vědci testují limity Bohrova modelu například pomocí výkonných rentgenových laserů k odpálení vnitřních elektronů a vytvoření „dutých“ atomů. Zpravodajská funkce zkoumá tyto a další extrémní atomy, včetně obřích, supertěžkých a antihmotových forem (strana 22). Takové průzkumy mohou zasáhnout limity atomové a jaderné velikosti, jak diskutují dva fyzici na fóru pro zprávy a pohledy na straně 40. Divoce odvážný a v pohodě s nejednoznačností, i Bohr by se snažil předvídat dopady své vize.