Feliz año del átomo cuántico: primer centenario del átomo de Bohr

Comenzamos el año 2013 de celebración: se cumple un siglo desde el establecimiento del modelo atómico de Bohr. En julio de 1913 Niels Bohr (1885-1962) publicaba el artículo «On the Constitution of Atoms and Molecules» en la revista Philosophical Magazine. El modelo de Bohr es una modificación del modelo de Rutherford en el que se introduce el concepto de órbita cuantizada, una nueva visión de las órbitas atómicas teniendo en cuenta los planteamientos de la emergente mecánica cuántica. Es cierto que el modelo atómico desarrollado por Bohr no representa la imagen actual del átomo, pero se trata de un paso de gigante hacia la visión actual.

Acaba de empezar el año y algunos estarán corriendo por el parque para bajar los quilos de más o simplemente  estarán de resaca. Así que no es el momento para soltar por aquí fórmulas ni artículos sesudos. Pero nos comprometemos a escribir una serie de anotaciones cortas que irán en la siguiente línea: historia de los modelos atómicos (varios posts), modelo atómico de Bohr y éxitos y carencias del modelo atómico de Bohr.

Desde Ciencia en el XXI invitamos a todos los divulgadores a hacerse eco del centenario del átomo cuántico para que dejen caer por sus webs y blogs artículos relacionados. Se aceptan todo tipo de ideas, tal vez un comienzo sea el uso del hashtag #atomocuantico en la tuiteresfera.

 

FELIZ AÑO DEL ÁTOMO CUÁNTICO

 

Bohr, Niels (1913). «On the Constitution of Atoms and Molecules». Philosophical Magazine 26 (1): pp. 476.

3 pensamientos en “Feliz año del átomo cuántico: primer centenario del átomo de Bohr

  1. Sí, se cumplen los 100 años desde que Bohr propusiera su sencillo modelo del átomo que, a partir del Hidrógeno, nos quería explicar cómo estaba constituida la materia. Lo cierto es que la fuente de dicho modelo estaba inspirada primero por Rutherford que descubrió el núcleo del átomo y en unos trabajos que añgunos años antes habían publicado Planck y Einstein, el primero sobre el cuanto, los paquetes de energía emitidos o absorbidos por un cuerpo negro y, el segundo, con su magnifico trabajo sobre el Efecto fotoeléctrico.

    Todo aquello contribuyó a ponernos en el camino de lo que hoy llamamos mecánica cuántica que, comenzaron a descubrir Heisemberg y otros.

    La idea directora de Heisenberg al establecer su Mecánica de las Matrices, la primera, pero definitiva forma de la teoría cuántica moderna, es que hay que establecer la Mecánica Cuántica (el término es de Bhor, un poco antes) basada enteramente en relaciones entre magnitudes observables. Esto dice, literalmente, el Abstract del trabajo original, recibido el 29-VVII-1925. En particular, conocemos del átomo sus líneas espectrales, pero todo intento de poner de relieve las órbitas que Bohr utiliza en la teoría cuántica antigua 1913-25 no tiene correspondencia experimental:

    El átomo se ioniza al “mirarlo”; Heisenberg por ello desarrolló un cálculo con las amplitudes que aboca enseguida al álgebra no conmutativa basada en [p, q] =h/2πi, etc. Ese “positivismo” que resuma Heisenberg. Que hunde sus raíces en A. Compte se califica a veces de instrumentalismo por algunos filófosos de la Ciencia.

    Durante este año, nos contaran de nuevo aquellas famosas polémicas habidas entre Einstein y Bhor. Einstein, con más de cuarenta años, no aceptó la filosofía subyacente a la mecánica cuántica por tener él ya su propia filosofía, en concreto determinista y realista, que además de serle congenial se veía reforzada por su construcción de la relatividad general, donde domina la idea de campo, experimentable, continuo, causal, determinista y local, y era por tanto contraria a la filosofía propugnada por la teoría cuántica (acausal), indeterminista y no local ni realista).

    El caso de Bohr es distinto. Bohr era, esencialmente un químico metido a filósofo, que recurrió a una imagen explícitamente contradictoria del mundo al no poder superar la paradoja onda-cospúsculo (el filósofo Karl Popper vio eso muy claro; el escudo de armas que eligió Niels Bohr, refleja sus contradicciones internas (Contraria sunt complementa, el Ying-Yang); Bohr renunció a entender (“hemos de comprender que no hay nada que comprender”), cuando los experimentos de Compton (1922) apoyaron inequivocamente la naturaleza corpuscular de la luz, que para él era absolutamente inaceptable, como para Einstein el indeterminismo; Niel Bohr es el único físico teórico de la historia que rechaza explícitamente las Matemáticas.

    Si bien Einstein permanece apartado del desarrollo cronológico de la teoría cuántica, Bohr, autocalificado de pontífice, influyó decisivamente en que Heisenberg agachara la cabeza y “abjurase”, admitiendo la imagen ondulatoria, como se nota leyendo el artículo sobre el principio de incertidumbre (1927); uno de los pocos autores que se da cuenta de la tozudez y presión malsanas de Bohr es Lindley; otros físicos, más independientes, sencillamente ignoraron la posición de Bohr (no hay mención alguna del principio de complementariedad ni en el texto de Dirac, ni en el de Landau; Wigner hizo caso omiso cuando lo escuchó en Bruselas en Octubre de 1927).

    El poder convincente de Bohr fue increíble; llegó incluso a “ganar batallas después de muerto”, como El Cid: en la interpretación moderna de los experimentos de doble rendija, se sigue hablando de que el fotón, cuando muestra interferencias, es una onda, pero cuando se sabe, en virtud de selección experimental, por cual camino va, y por tanto exhibe sólo difracción, es una partícula, todo ello como ejemplo del principio de complementariedad (dualidad partícula-onda).

    Ello es particularmente desafortunado, pues el fotón (o el electrón) es siempre una partícula, por supuesto cuántica…y la difracción es tan “ondulatoria” como las interferencias…, consecuencia de la no preferencia entre los caminos posibles. Gell-Mann se atreve a decir que “Bohr ha lavado el cerebro a toda una generación” [de físicos].”

    De todas las maneras, desde mi punto de vista, Bhor queda a mucha distancia de físicos como Planck, Einstein Dirac, Schrödinger, Heisenberg, Feynman y otros muchos y, tal como se expone más arriba reseñando muchas de las ideas del físico Luis J. Boya, Bhor parece más un buen vendedor que un buen físico.

    Saludos amigos.

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