„Otec atomu“ Niels Bohr byl v mládí schopný fotbalista, později pomáhal s atomovou bombou

Dánský fyzik Niels Bohr patří k zakladatelům kvantové mechaniky. Svým kvantovým modelem atomu se nesmazatelně zapsal do dějin vědy. Přátelil se s Albertem Einsteinem nebo Ernestem Rutherfordem. Kodaň přeměnil na vědecké centrum světového formátu. Během války se účastnil projektu Manhattan, do konce života pak vystupoval proti jaderným zbraním. Proč do jeho domu vedlo potrubí z pivovaru Carlsberg?

Úvodní fotografie: Niels Bohr ve věku 50 let. zdroj: volné dílo Wikimedia Commons

Až do nástupu na univerzitu se prý u Nielse Bohra neprojevil žádný mimořádný fyzikální talent, ačkoli byl všestranně nadaný. Hrál závodně fotbal a málokdo asi tušil, že jej čeká velká vědecká kariéra a Nobelova cena za fyziku.

Niels Bohr: Životopis významného dánského vědce

Celým jménem Niels Henrik David Bohr se narodil 7. října 1885. Jeho otec se stal profesorem fyziologie na Kodaňské univerzitě a zároveň působil jako fotbalový trenér. Svoje syny vedl ke vzdělání i ke sportu.

Když mladý Niels začal studovat fyziku na univerzitě, jeho studijní výsledky byly výborné, účastnil se také vědeckých soutěží. Pak pokračoval na univerzitě v Cambridge v proslulé Cavendishově laboratoři u Josepha Johna Thomsona, tedy podobně jako začínal asi o 15 let dříve Ernest Rutherford, v té době již světově uznávaný vědec a držitel Nobelovy ceny.

Bohr si Thomsona velmi považoval a těšil se, že s ním bude konzultovat výsledky svého bádání. Thomsona však Bohrovy myšlenky příliš nezajímaly, což pro Bohra znamenalo rozčarování a zklamání. Proto, když dostal nabídku právě od Ernesta Rutherforda, neváhal a odstěhoval se za ním do Manchesteru studovat podstatu atomů.

Objev kvantového modelu atomu: Bohr překonal planetární pojetí

Niels Bohr našel v Rutherfordově laboratoři vše, co mu u Thomsona chybělo. Rychle přišel na to, že Rutherfordův planetární model atomu, ve kterém drobné elektrony krouží kolem jádra, odporuje některým fyzikálním zákonům a formuloval vlastní rozšiřující teorií tohoto modelu.

Pokud by byl původní model platný, musely by rotující elektrony postupně ztrácet energii a padat směrem k jádru, což se zjevně neděje. Na začátku roku 1913 došel Bohr k závěru, že elektrony se musejí při svém pohybu držet určitých drah a tyto dráhy nemění plynule, ale skokem. Niels Bohr tak vlastně atomovou teorii doplnil o kvantový rozměr. Z dnešního pohledu měl i Bohrův model řadu nedostatků, pro atomovou fyziku se však jednalo o důležitý milník.  

Rutherford byl známý tím, že své žáky podporoval a těšil se z jejich úspěchu. Trpělivě jim pomáhal i při psaní vědeckých prací. Nepřekvapí, že mnohým z nich včetně Bohra se v průběhu let podařilo získat Nobelovu cenu.

Po Rutherfordovi pojmenoval Bohr svého nejmladšího syna

V roce 1912 přijel čerstvě ženatý Bohr za Rutherfordem a jeho ženou, aby jim představil svoji manželku. Jejich vztahy se tím prohloubily. Mezitím Bohr působil jako asistent na domovské Kodaňské univerzitě, ale se svým velkým učitelem zůstal ve stálém kontaktu. V roce 1914 od něj dostal nabídku, aby se stal v Manchesteru hostujícím docentem. V Kodani neměl dost času na teoretické bádání, a tak v Anglii strávil dva další plodné roky.

Kodaňská škola: Největší odkaz Nielse Bohra

Domů do Kodaně se vrátil v roce 1916, když se před ním otevřel velký úkol a zároveň mimořádná výzva. Měl totiž na své domácí půdě vybudovat vědecký ústav, který se bude zabývat teoretickou fyzikou a především dál rozvíjet jeho teorii atomu. Univerzita však materiálně tuto vizi příliš nepodpořila, začátky projektu tak byly velmi krušné. Nepomáhala ani nedůvěra řady kolegů v novou teorii atomu.

Niels Bohr se však představy Kodaně jako centra světové fyziky nemínil vzdát. Neúnavně sháněl finance a šířil všeobecné povědomí o poslání svého ústavu. V roce 1921 má Bohrův Ústav teoretické fyziky již vlastní budovu a slavnostně otevírá, ale jeho zakladatel se zhroutil vyčerpáním. K aktivní práci se vrátil až za půl roku.

Z Dánska se stala líheň špičkových fyziků

Většina významných fyziků první poloviny 20. století prošla Bohrovým ústavem (tzv. kodaňská škola). Kodaň se stala centrem vznikající kvantové fyziky. Niels Bohr na své žáky a příznivce velice silně působil a velmi rád o fyzikálních problémech diskutoval. Někteří se prý dokonce učili dánsky. U Bohra celkově panovala otevřená atmosféra, kde si všichni vzájemně tykali, ačkoli toto pravidlo nebylo nikdy oficiálně stanoveno.

V roce 1922 získal Niels Bohr Nobelovu za výzkum stavby atomu. Ve 30. letech se začal více zabývat jadernou fyzikou. Zavedl model složeného jádra a rozvinul tzv. kapkový model atomového jádra. Dále se zabýval také štěpením jádra uranu a souvisejícími procesy.

Nástup fašismu v Německu změnil Bohrovy plány

Rasové zákony zavedené v Německu po nástupu Hitlera k moci uvrhly mnoho tamních vědců do smrtelného nebezpečí. Niels Bohr pomohl prostřednictvím svého ústavu mnohým z nich, aby se dostali do Anglie nebo USA.

Sám Bohr měl po matce židovský původ, po obsazení Dánska bylo brzy jasné, že musí zmizet i s rodinou. Do Švédska se dostali za poměrně dramatických okolností na malé rybářské lodi. Odtud potom Bohr cestoval do Anglie vojenským letadlem v prostoru určeném pro bombu a dále pokračoval do USA.

Pomáhal Američanům sestrojit atomovou bombu

Podobně jako jiní významní vědci našel i Niels Bohr za války uplatnění v Los Alamos při vývoji atomové bomby v rámci projektu Manhattan. Hrozivý potenciál této zbraně si však uvědomoval už od počátku. Po válce veřejně a hlasitě vystupoval proti jadernému zbrojení.

Prosazoval společné bádání všech mocností na poli jaderného výzkumu, což se vzhledem k okolnostem ukázalo jako dosti naivní představa. Po válce se urychleně vrací do Kodaně a pokračuje dál ve své práci. Vědě se věnoval až do konce života. Zemřel ve spánku na srdeční selhání 18. listopadu 1962 ve věku 77 let.

Niels Bohr: Zajímavosti

• Více osob v jeho rodině dosáhlo společenského uznání. Mladší bratr Harald se stal známým matematikem a zároveň také úspěšným sportovcem. Se svým fotbalovým týmem vyhrál stříbrnou medaili na olympiádě v roce 1908. Bohrův syn Aage získal Nobelovu cenu.
• S manželkou Margarethou měli pět synů.
• Těsně před předáním Nobelovy ceny zjistil, že u sebe nemá text svého proslovu. Naštěstí zvládl improvizovat.
• Měl velkou hlavu. Při útěku před nacisty v bombovém prostoru letadla mu byla sluchátka sloužící pro komunikaci s pilotem malá. Neslyšel tak jeho příkaz, aby si nasadil kyslíkovou masku. Upadl do bezvědomí, ale vše se naštěstí obešlo bez následků.
• I přes zaujetí vědou si kromě fotbalu našel čas na další aktivity - plachtění po moři, stolní tenis, křížovky, lyžování nebo vyřezávání větrných mlýnů.
• Mezi Bohrovy přátele se řadil také Albert Einstein, se kterým se vícekrát setkali a také si léta dopisovali. Zdá se však, že si více rozuměli lidsky než v oblasti vědy, kdy se naopak v mnoha věcech rozcházeli.
• Nobelova cena znamenala v malém Dánsku velkou událost. Kodaňský pivovar Carlsberg vybudoval Bohrovi za odměnu potrubí z pivovaru až do domu. Mohl si pak načepovat, kdy chtěl.

Profil osobnosti:	Niels Bohr
datum narození:	7. 10. 1885
národnost:	dánská
profese:	fyzik a filozof
čím se nejvíce proslavil:	zakladatel kvantové fyziky
další přínos:	kvantový model atomu, Bohrův princip komplementarity, varování proti jadernému zbrojení
slavný citát:	Každý, koho kvantová teorie nešokovala, ji nikdy nepochopil.
datum úmrtí:	18. 11. 1962 (ve věku 77 let)