fizica cuantică: atomul cuantic

ilustrare: THOMAS POROSTOCKY

iulie 1913 fizicianul danez Niels Bohr a publicat prima dintre cele trei lucrări care prezintă o nouă viziune radicală asupra atomului nuclear. Ideea sa — un nucleu încărcat pozitiv inelat de electroni în orbite de energii discrete — a explicat frecvențele luminii emise de hidrogen pe măsură ce electronii făceau salturi între orbite. Regulile cuantice au determinat energiile electronilor, prevenind instabilitățile care au afectat modelele mecanice anterioare de atomi.

acest număr special al Nature explorează originea și moștenirea atomului cuantic al lui Bohr, un model care a rezonat de atunci. În 1911, Bohr a început un an postdoctoral în Anglia, care a plantat semințele gândirii sale. Într-un comentariu la pagina 27, istoricul John Heilbron relatează cum scrisorile lui Bohr către fratele său Harald și logodnicei sale oquste, Margrethe n Oqustrlund, publicate anul acesta, prezintă lucrarea fizicianului neînfricat cu J. J. Thomson și Ernest Rutherford, și studiul său asupra lucrărilor lui John William Nicholson, care a prezis descoperirea sa.

natura caleidoscopică a electronului este iluminată de fizicianul Frank Wilczek într-un al doilea comentariu (pagina 31). În cele mai multe scopuri practice, electronii se comportă ca niște particule punctuale simple — dar la energii mari, își dezvăluie constituenții în dușuri de cuarci, gluoni și neutrini. Fizicienii încă se străduiesc să înțeleagă manifestările nedumerite ale electronilor, cum ar fi stările cuplate în supraconductori și fragmente cu sarcini fracționare.

alți cercetători testează limitele modelului Bohr, de exemplu, folosind lasere puternice cu raze X pentru a distruge electronii interiori și a crea atomi ‘goi’. O caracteristică de știri explorează acești atomi și alți atomi extremi, inclusiv forme gigantice, super-grele și antimaterie (pagina 22). Astfel de explorări pot atinge limitele dimensiunii Atomice și nucleare, așa cum discută doi fizicieni într-un forum de știri și vizualizări de la pagina 40. Curajos și în largul său cu ambiguitate, chiar și Bohr s-ar fi străduit să anticipeze impactul viziunii sale.