Niels Bohr oli yksi merkittävimmistä modernin fysiikan tutkijoista, tunnetuin merkittävästä panoksestaan kvantiteoriaan ja Nobel-palkinnon saaneesta atomien rakennetutkimuksesta.
Kööpenhaminassa vuonna 1885 syntyneille hyvin kouluttuille vanhemmille Bohr kiinnostui fysiikasta jo nuorena. Hän opiskeli aihetta koko ylempien ja jatko-vuosien ajan ja ansaitsi fysiikan tohtorin vuonna 1911 Kööpenhaminan yliopistosta.
Opiskelijana ollessaan Bohr voitti Kööpenhaminan tiedeakatemian järjestämän kilpailun tutkiakseen nesteen pintajännityksen mittauksia värähtelevillä nestesuihkulla. Hän työskenteli isänsä (kuuluisan fysiologin) laboratoriossa ja teki useita kokeita ja jopa teki omia lasisia koeputkia.
Bohr meni nykyisen nestepintajännityksen teorian yli ja ylitti ottaen huomioon veden viskositeetin sekä sisällyttämällä äärelliset amplitudit pikemminkin kuin äärettömän pienet. Hän lähetti esseensä viime hetkellä, voitti ensimmäisen sijan ja kultamitalin. Hän paransi näitä ideoita ja lähetti ne Lontoon kuninkaalliseen seuraan, joka julkaisi ne lehdessä Filosophical Transactions of the Royal Society vuonna 1908, Nobelprize.org mukaan.
Hänen myöhemmästä työstään tuli yhä enemmän teoreettista. Bohr törmäsi Max Planckin varhaiseen kvanttiteoriaan, joka kuvaa energiaa pieninä hiukkasina tai kvantteina tutkiessaan metallien elektronien teoriaa koskevaa väitöskirjaansa.
Vuonna 1912 Bohr työskenteli Nobel-palkinnon saajan J.J. Thompson Englannissa, kun hänet esiteltiin Ernest Rutherfordille, jonka ytimen löytäminen ja atomimallin kehittäminen ansaitsi hänelle Nobel-palkinnon kemiassa vuonna 1908. Rutherfordin alaisena Bohr aloitti atomien ominaisuuksien tutkimuksen.
Bohr piti fysiikan luennointia Kööpenhaminan yliopistossa vuosina 1913 - 1914 ja jatkoi vastaavan tehtävän pitämistä Manchesterin Victoria-yliopistossa vuosina 1914 - 1916. Hän palasi Kööpenhaminan yliopistoon vuonna 1916 tullakseen teoreettisen fysiikan professoriksi. Vuonna 1920 hänet nimitettiin teoreettisen fysiikan instituutin johtajaksi.
Yhdistämällä Rutherfordin ytimen kuvauksen ja Planckin teoriaa kvanteista, Bohr selitti mitä tapahtuu atomin sisällä ja kehitti kuvan atomin rakenteesta. Tämä työ sai hänelle oman Nobel-palkinnon vuonna 1922.
Samana vuonna, kun hän aloitti opintonsa Rutherfordin kanssa, Bohr meni naimisiin elämänsä rakkauden Margaret Nørlundin kanssa, jonka kanssa hänellä oli kuusi poikaa. Myöhemmin elämässään hänestä tuli Tanskan kuninkaallisen tiedeakatemian presidentti sekä tiedeakatemioiden jäsen ympäri maailmaa.
Kun natsit hyökkäsivät Tanskaan toisen maailmansodan aikana, Bohr onnistui pakenemaan Ruotsiin. Hän vietti sodan kaksi viimeistä vuotta Englannissa ja Yhdysvalloissa, missä hän oli mukana atomienergiaprojektissa. Hänelle oli kuitenkin tärkeää käyttää taitojaan hyväksi eikä väkivaltaan. Hän omistautui työtään atomifysiikan rauhanomaiselle käytölle ja atomin tuhoaseiden kehittämisestä johtuvien poliittisten ongelmien ratkaisemiseen. Hän uskoi, että kansakuntien tulisi olla täysin avoimia keskenään, ja kirjoitti nämä näkemykset Yhdistyneiden Kansakuntien avoimeen kirjeeseen vuonna 1950.
Atomimalli
Bohrin suurin panos moderniin fysiikkaan oli atomimalli. Bohr-malli näyttää atomin pienenä, positiivisesti varautuneena ytimenä, jota ympäröivät kiertävät elektronit.
Bohr havaitsi ensimmäisenä, että elektronit kulkevat erillisillä kiertoradailla ytimen ympärillä ja että elektronien lukumäärä ulkoradalla määrittelee elementin ominaisuudet.
Kemiallinen elementti bohrium (Bh), nro 107 alkujaksojen taulukossa, on nimetty hänelle.
Nestepisaran teoria
Bohrin teoreettinen työ auttoi merkittävästi tutkijoiden ymmärrystä ydinfissiosta. Nestepisaran teorian mukaan nestepisara antaa tarkan kuvan atomin ytimestä.
Tämä teoria oli tärkeä ensimmäisissä uraaniatomien jakamisyrityksissä 1930-luvulla, mikä oli tärkeä askel atomipommin kehittämisessä.
Huolimatta hänen panoksestaan Yhdysvaltain atomienergiaprojektiin toisen maailmansodan aikana, Bohr oli puolueeton puolustaja atomifysiikan rauhanomaiselle soveltamiselle.
Kvanttiteoria
Bohrin käsite täydentävyydestä, josta hän kirjoitti useissa esseissä vuosina 1933 - 1962, toteaa, että elektronia voidaan tarkastella kahdella tavalla, joko hiukkasena tai aallona, mutta ei koskaan molempia samanaikaisesti.
Tämä käsite, joka muodostaa varhaisen kvanttiteorian perustan, selittää myös, että riippumatta siitä, kuinka elektronia tarkastellaan, sen kaikkien ominaisuuksien ymmärtämisen on perustuttava empiiriseen mittaukseen. Bohrin teoria korostaa sitä kohtaa, että kokeiden tuloksiin vaikuttavat syvästi kokeiden suorittamiseen käytetyt mittausvälineet.
Bohrin panos kvantimekaniikan tutkimukseen muistetaan ikuisesti Kööpenhaminan yliopiston teoreettisen fysiikan instituutissa, jonka hän auttoi löytämään vuonna 1920 ja johti kuolemaansa asti vuonna 1962. Se on sittemmin nimetty uudelleen Niels Bohrin instituutiksi hänen kunniakseen.
Niels Bohrin tarjoukset
"Jokainen suuri ja syvä vaikeus on sinänsä oma ratkaisu. Se pakottaa meidät muuttamaan ajattelumme löytääksemme sen."
"Kaikki, mitä kutsumme todellisiksi, on tehty asioista, joita ei voida pitää todellisina."
"Diktatuurin paras ase on salaisuus, mutta demokratian parhaan aseen tulisi olla avoimuuden ase."
"Älä koskaan ilmaise itseäsi selvemmin kuin osaat ajatella."
