Quantum fysikk: quantum atom

ILLUSTRASJON: THOMAS POROSTOCKY

juli 1913 saw danske fysikeren Niels bohr Publisere Den første av tre papirer som beskriver en radikal ny Visning av atom atom. Hans ide-en positivt ladet kjerne ringet av elektroner i baner av diskrete energier — forklarte frekvensene av lys utgitt av hydrogen som elektroner gjorde sprang mellom baner. Kvantereglene bestemte elektronenes energier, og forhindret ustabiliteten som hadde plaget tidligere mekaniske modeller av atomer.Denne spesielle utgaven av Nature utforsker opprinnelsen Og arven Til Bohrs kvanteatom, en modell som har resonert helt siden. I 1911 Begynte Bohr et postdoktorår I England som plantet frøene til hans tenkning. I En Kommentar på side 27 forteller historikeren John Heilbron hvordan brev Fra Bohr til broren harald og hans forlovedeé, margrethe Nø, publisert i år, kartlegger den fryktløse fysikerens arbeid Med J. J. Thomson Og Ernest Rutherford, og hans studie Av papirene Til John William Nicholson, som førte til hans gjennombrudd.den kaleidoskopiske naturen til elektronen er opplyst av fysikeren Frank Wilczek i en Annen Kommentar (side 31). For de fleste praktiske formål oppfører elektroner seg som enkle punktpartikler-men ved høye energier avslører de deres bestanddeler i dusjer av kvarker, gluoner og nøytriner. Fysikere forsøker fortsatt å forstå forvirrende manifestasjoner av elektroner som koblede tilstander i superledere og fragmenter med brøkdelte ladninger.Andre forskere tester Grensene Til Bohr-modellen ved for eksempel å bruke kraftige Røntgenlasere for å sprenge bort indre elektroner og skape hule atomer. En Nyhetsfunksjon utforsker disse og andre ekstreme atomer, inkludert gigantiske, superheavy og antimatterformer (side 22). Slike undersøkelser kan treffe grenser for atom og kjernefysisk størrelse, som to fysikere diskuterer i Et News and Views Forum på side 40. Vilt modig og rolig med tvetydighet, Selv Bohr ville ha slitt med å forutse virkningen av hans visjon.