Los antecedentes

El físico danés propuso en 1913 el primer modelo atómico que incorporó los
planteamientos de la mecánica cuántica


Hoy día, el modelo que usamos para describir al átomo no es el creado por
Bohr, pero permitió que se construyera el actual


En 1913, la prestigiosa revista inglesa Philosophical Magazine publicó el
extenso estudio de un joven físico danés llamado Niels Bohr sobre la
estructura y las propiedades del átomo. Para entonces, el descubrimiento de
las partículas subatómicas (el protón, el electrón y el neutrón) había
terminado con la noción del átomo como una esfera homogénea e indivisible,
y se le representaba ahora como un núcleo central masivo con una nube de
electrones girando a su alrededor, parecido al modo en que los planetas
giran en torno al Sol, solo que en miniatura.
Este modelo (al igual que los que le antecedieron) fue la base para el
entendimiento de la naturaleza del átomo, pero aún tenía inconsistencias.
Al detectar que este "modelo planetario" tenía problemas, Bohr encontró la
manera de "darles la vuelta", comenta el doctor en física José Jiménez Mier
y Terán del Instituto de Ciencias Nucleares de la Universidad Nacional
Autónoma de México (UNAM).
De acuerdo con la física clásica –explica el también miembro de la Academia
Mexicana de Ciencias- si el modelo atómico (planetario) fuera correcto, los
electrones emitirían radiación al girar alrededor del núcleo porque son
partículas cargadas eléctricamente. La emisión de radiación haría que, al
pasar del tiempo, los electrones 'cayeran' en espiral, al tiempo que
perderían energía, y colapsarían finalmente con el núcleo. Los átomos
serían por naturaleza inestables, cosa que en realidad no sucede.
Bohr retomó el modelo planetario y lo modificó: en éste, solo se
permitirían órbitas con ciertos radios, en las cuales, la fuerza mecánica
que jala hacia afuera a los electrones durante la rotación, se equiparía
con la fuerza de atracción electrostática entre las partículas del núcleo y
el electrón. Además, si un electrón se encontrase en una órbita permitida,
no irradiaría energía y, por lo tanto, no caería en espiral hacia el
núcleo. Este electrón se encontraría así en un estado estacionario, cuenta
Jiménez.
Otro aspecto que Bohr incluyó fueron los saltos cuánticos, en los que un
electrón solo absorbe o emite radiación cuando 'brinca' de un estado
permitido de energía a otro (es decir, de una órbita a otra), "además da
una relación cuantitativa: él propone que la frecuencia (o el color) de la
radiación que absorbe o emite un átomo, está directamente relacionada con
la diferencia de energías entre los niveles del salto, idea que usamos
constantemente en los laboratorios del mundo", comenta Jiménez.
El modelo atómico de Bohr permitió hacer varias predicciones. Una de ellas
tuvo que ver con la luz que emiten los objetos calientes, pues el calor
hace 'brincar' a los electrones de su órbita, hacia otras con niveles más
energéticos. Por ejemplo, propuso que la luz que emite el ardiente Sol y
otras estrellas, se debe a que están compuestas por cierto elemento químico
que ha perdido sus electrones, y que debía parecerse al hidrógeno. Esta
predicción fue completamente comprobada.


Un problema del modelo de Bohr era que "solo se puede aplicar a átomos que
tienen un electrón (como únicamente ocurre con los de hidrógeno); en el
momento en el que se quiere hacer algo similar para átomos de más de un
electrón, el modelo ya no funciona".


A partir de esto y con los nuevos conocimientos que emanaron de una
mecánica cuántica más desarrollada, otros físicos se encargaron de proponer
modelos más congruentes con lo que observaban y calculaban en su
laboratorio. "Todos ellos son gigantes que se montan en los hombros del
gigante Bohr para ir todavía más lejos", como el austríaco Erwin
Schrödinger, cuyo modelo atómico prevalece hasta ahora, y en el cual se
concibe a los componentes atómicos con una doble personalidad
onda-partícula.

Celebremos los nuevos átomos

Este año se cumple un centenario del modelo atómico que Bohr propusiera en
aquel artículo, en el cual atajaba varios problemas de su predecesor
mediante la novedosa incorporación de la entonces naciente mecánica
cuántica, la teoría que explica el comportamiento de la materia y la
energía.
Las aportaciones de Niels Bohr fueron tan brillantes, que no solo le
valieron el Premio Nobel de Física de 1922, sino que aún son vigentes en
algunos aspectos.
Al doctor Jiménez le parecen tan visionarias las ideas de Bohr que
considera su trabajo como el tercer cimiento de la mecánica cuántica, "yo
diría que al mismo nivel que la contribución de Albert Einstein y de Max
Planck". Y continúa: "Bohr es un revolucionario al igual que muchos otros
científicos. Yo creo definitivamente que debemos festejarlo, y hay que
hacerlo en su justa dimensión".
El doctor José Jiménez explica que parte del legado de Bohr incluye la
creación del Instituto de Física Teórica de la Universidad de Copenhague,
Dinamarca, "el hervidero donde se juntaron las mentes más brillantes de la
física del siglo XX" y donde se propició un ambiente de fructíferas
discusiones acerca de las investigaciones que se realizaban en torno a la
nueva física, añade.
Niels Bohr es una figura muy importante del siglo XX, pues "no solo fue un
extraordinario científico, y en su etapa joven brillantísimo, sino que en
su edad madura, usó su prestigio para propiciar el desarrollo de la
ciencia".
Alrededor del mundo, varios centros de investigación ya comenzaron los
preparativos para celebrar el centenario del modelo atómico de Bohr.





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Publicado por Este bandido para Los Antecedentes el 1/21/2013 01:29:00 pm