Niels Bohr

En septiembre de 1911, Bohr, apoyado por una beca de la Fundación Carlsberg , viajó a Inglaterra, donde se realizaba la mayor parte del trabajo teórico sobre la estructura de los átomos y las moléculas. ^{[ 19 ]} Conoció a JJ Thomson del Laboratorio Cavendish y del Trinity College de Cambridge . Asistió a conferencias sobre electromagnetismo impartidas por James Jeans y Joseph Larmor , e hizo algunas investigaciones sobre rayos catódicos , pero no logró impresionar a Thomson. ^{[ 20 ] [ 21 ]} Tuvo más éxito con físicos más jóvenes como el australiano William Lawrence Bragg , ^{[ 22 ]} y el neozelandés Ernest Rutherford , cuyo modelo atómico de Rutherford de 1911, con un pequeño núcleo central, había desafiado el modelo de Thomson de 1904, el modelo del pudín de pasas . ^{[ 23 ]} Bohr recibió una invitación de Rutherford para realizar un trabajo postdoctoral en la Universidad Victoria de Manchester , ^{[ 24 ]} donde Bohr conoció a George de Hevesy y a Charles Galton Darwin (a quien Bohr se refería como "el nieto del verdadero Darwin "). ^{[ 25 ]}

Bohr regresó a Dinamarca en julio de 1912 para su boda y viajó por Inglaterra y Escocia en su luna de miel. A su regreso, se convirtió en profesor adjunto en la Universidad de Copenhague, donde impartió clases de termodinámica . Martin Knudsen propuso el nombre de Bohr para un puesto de profesor titular , que fue aprobado en julio de 1913, y Bohr comenzó entonces a enseñar a estudiantes de medicina. ^{[ 26 ]} Sus tres artículos, que más tarde se hicieron famosos como "la trilogía", ^{[ 24 ]} se publicaron en Philosophical Magazine en julio, septiembre y noviembre de ese año. ^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]} Adaptó la estructura nuclear de Rutherford a la teoría cuántica de Max Planck y así creó su modelo atómico de Bohr. ^{[ 28 ]}

Los modelos planetarios de átomos no eran nuevos, pero el tratamiento de Bohr sí lo era. ^{[ 31 ]} Tomando como punto de partida el artículo de Darwin de 1912 sobre el papel de los electrones en la interacción de partículas alfa con un núcleo, ^{[ 32 ] [ 33 ]} avanzó la teoría de los electrones que viajan en órbitas de "estados estacionarios" cuantizados alrededor del núcleo del átomo para estabilizarlo, pero no fue hasta su artículo de 1921 que demostró que las propiedades químicas de cada elemento estaban determinadas en gran medida por el número de electrones en las órbitas exteriores de sus átomos. ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]} Introdujo la idea de que un electrón podía caer de una órbita de mayor energía a una de menor energía, emitiendo en el proceso un cuanto de energía discreta. Esto se convirtió en la base de lo que ahora se conoce como la antigua teoría cuántica . ^{[ 38 ]}

En 1885, Johann Balmer ideó su serie de Balmer para describir las líneas espectrales visibles de un átomo de hidrógeno :

${\displaystyle {\frac {1}{\lambda }}=R_{\mathrm {H} }\left({\frac {1}{2^{2}}}-{\frac {1}{n^{2}}}\right)\quad {\text{para}}\ n=3,4,5,...}$

donde λ es la longitud de onda de la luz absorbida o emitida y R _H es la constante de Rydberg . ^{[ 39 ]} La fórmula de Balmer fue corroborada por el descubrimiento de líneas espectrales adicionales, pero durante treinta años nadie pudo explicar por qué funcionaba. En el primer artículo de su trilogía, Bohr pudo derivarla de su modelo:

${\displaystyle R_{Z}={2\pi ^{2}m_{e}Z^{2}e^{4} \over h^{3}}}$

donde m _e es la masa del electrón, e es su carga, h es la constante de Planck y Z es el número atómico del átomo (1 para el hidrógeno). ^{[ 40 ]}

El primer obstáculo del modelo fue la serie de Pickering , líneas que no se ajustaban a la fórmula de Balmer. Cuando Alfred Fowler lo cuestionó al respecto , Bohr respondió que eran causadas por helio ionizado , átomos de helio con un solo electrón. Se descubrió que el modelo de Bohr funcionaba para tales iones. ^{[ 40 ]} A muchos físicos mayores, como Thomson, Rayleigh y Hendrik Lorentz , no les gustó la trilogía, pero la generación más joven, incluyendo a Rutherford, David Hilbert , Albert Einstein , Enrico Fermi , Max Born y Arnold Sommerfeld, la vieron como un gran avance. ^{[ 41 ] [ 42 ]} Einstein llamó al modelo de Bohr "la forma más elevada de musicalidad en la esfera del pensamiento". ^{[ 43 ]} La aceptación de la trilogía se debió enteramente a su capacidad para explicar fenómenos que frustraban a otros modelos y para predecir resultados que posteriormente fueron verificados por experimentos. ^{[ 44 ] [ 45 ]} Hoy en día, el modelo atómico de Bohr ha sido superado, pero sigue siendo el modelo atómico más conocido, ya que aparece con frecuencia en los textos de física y química de la escuela secundaria. ^{[ 46 ]}

Bohr no disfrutaba enseñando a estudiantes de medicina. Más tarde admitió que no era un buen profesor, porque necesitaba un equilibrio entre claridad y verdad, entre "Klarheit und Wahrheit". ^{[ 47 ]} Decidió regresar a Manchester, donde Rutherford le había ofrecido un puesto de lector en lugar de Darwin, cuyo mandato había expirado. Bohr aceptó. Solicitó una excedencia en la Universidad de Copenhague, que comenzó tomando unas vacaciones en el Tirol con su hermano Harald y su tía Hanna Adler . Allí, visitó la Universidad de Gotinga y la Universidad Ludwig-Maximilians de Múnich , donde conoció a Sommerfeld y dirigió seminarios sobre la trilogía. La Primera Guerra Mundial estalló mientras se encontraban en el Tirol, lo que complicó enormemente el viaje de regreso a Dinamarca y el posterior viaje de Bohr con Margrethe a Inglaterra, donde llegó en octubre de 1914. Permanecieron allí hasta julio de 1916, momento en el que fue nombrado catedrático de Física Teórica en la Universidad de Copenhague, un puesto creado especialmente para él. Su cátedra fue abolida al mismo tiempo, por lo que tuvo que seguir impartiendo clases de física a estudiantes de medicina. Los nuevos profesores fueron presentados formalmente al rey Christian X , quien expresó su alegría al conocer a un futbolista tan famoso. ^{[ 48 ]}

En abril de 1917, Bohr inició una campaña para establecer un Instituto de Física Teórica. Obtuvo el apoyo del gobierno danés y de la Fundación Carlsberg, y también se realizaron importantes contribuciones de la industria y donantes privados, muchos de ellos judíos. La legislación que establecía el instituto se aprobó en noviembre de 1918. Conocido ahora como el Instituto Niels Bohr , abrió sus puertas el 3 de marzo de 1921, con Bohr como su director. Su familia se mudó a un apartamento en el primer piso. ^{[ 49 ] [ 50 ]} El instituto de Bohr sirvió como punto de referencia para los investigadores de mecánica cuántica y temas relacionados en las décadas de 1920 y 1930, cuando la mayoría de los físicos teóricos más conocidos del mundo pasaron algún tiempo en su compañía. Entre los primeros en llegar se encontraban Hans Kramers de los Países Bajos, Oskar Klein de Suecia, George de Hevesy de Hungría, Wojciech Rubinowicz de Polonia y Svein Rosseland de Noruega. Bohr llegó a ser muy apreciado como su anfitrión afable y eminente colega. ^{[ 51 ] [ 52 ]} Klein y Rosseland produjeron la primera publicación del instituto incluso antes de su inauguración. ^{[ 50 ]}

El modelo de Bohr funcionó bien para el hidrógeno y el helio ionizado de un solo electrón, lo que impresionó a Einstein ^{[ 53 ] [ 54 ]} pero no pudo explicar elementos más complejos. Hacia 1919, Bohr se estaba alejando de la idea de que los electrones orbitaban el núcleo y desarrolló heurísticas para describirlos. Los elementos de tierras raras plantearon un problema de clasificación particular para los químicos debido a que eran muy similares químicamente. Un desarrollo importante se produjo en 1924 con el descubrimiento del principio de exclusión de Pauli por Wolfgang Pauli , que sentó las bases teóricas de los modelos de Bohr. Bohr pudo entonces declarar que el elemento 72, aún no descubierto, no era un elemento de tierras raras, sino un elemento con propiedades químicas similares a las del circonio . (Los elementos se habían predicho y descubierto desde 1871 a partir de sus propiedades químicas ^{[ 55 ]} ), y Bohr fue inmediatamente desafiado por el químico francés Georges Urbain , quien afirmó haber descubierto un elemento de tierras raras 72, al que llamó "celtio". En el Instituto de Copenhague, Dirk Coster y George de Hevesy asumieron el reto de demostrar que Bohr tenía razón y Urbain estaba equivocado. Partir de una idea clara de las propiedades químicas del elemento desconocido simplificó enormemente el proceso de búsqueda. Examinaron muestras del Museo de Mineralogía de Copenhague en busca de un elemento similar al circonio y pronto lo encontraron. El elemento, al que llamaron hafnio ( hafnia es el nombre latino de Copenhague), resultó ser más común que el oro. ^{[ 56 ] [ 57 ]}

El Festival Bohr ( en alemán : Bohrfestspiele ) fue una serie de siete conferencias impartidas por Bohr del 12 al 22 de junio de 1922 ^{[ 58 ]} en el Instituto de Física Teórica de Gotinga . Estas fueron las Conferencias Wolfskehl, financiadas por la Fundación Wolfskehl. Al tener lugar durante las dos semanas previas al Festival Internacional de Händel de Gotinga , se le conoció como el Festival Bohr. ^{[ 59 ]} En 1991, Friedrich Hund sugirió que James Franck fue el responsable de la comparación. ^{[ 58 ]} En las conferencias, Bohr esbozó el desarrollo actual de la teoría de Bohr-Sommerfeld , señalando «lo incompleto e incierto que aún es todo». ^{[ 59 ]}

En 1922, Bohr recibió el Premio Nobel de Física «por sus servicios en la investigación de la estructura de los átomos y de la radiación que emana de ellos». ^{[ 60 ]} El premio reconoció, por lo tanto, tanto la trilogía como su trabajo pionero en el campo emergente de la mecánica cuántica. En su discurso de aceptación del Nobel, Bohr ofreció a su audiencia un análisis exhaustivo de lo que se sabía entonces sobre la estructura del átomo, incluyendo el principio de correspondencia , que él mismo había formulado. Este principio establece que el comportamiento de los sistemas descritos por la teoría cuántica reproduce la física clásica en el límite de números cuánticos grandes . ^{[ 61 ]}

El descubrimiento de la dispersión Compton por Arthur Holly Compton en 1923 convenció a la mayoría de los físicos de que la luz estaba compuesta de fotones y que la energía y el momento se conservaban en las colisiones entre electrones y fotones. En 1924, Bohr, Kramers y John C. Slater , un físico estadounidense que trabajaba en el Instituto de Copenhague, propusieron la teoría de Bohr-Kramers-Slater (BKS). Era más un programa que una teoría física completa, ya que las ideas que desarrollaba no se habían elaborado cuantitativamente. La teoría BKS se convirtió en el último intento de comprender la interacción de la materia y la radiación electromagnética sobre la base de la antigua teoría cuántica, en la que los fenómenos cuánticos se trataban imponiendo restricciones cuánticas a una descripción ondulatoria clásica del campo electromagnético. ^{[ 62 ] [ 63 ]}

La modelización del comportamiento atómico bajo radiación electromagnética incidente mediante "osciladores virtuales" en las frecuencias de absorción y emisión, en lugar de las (diferentes) frecuencias aparentes de las órbitas de Bohr, llevó a Max Born, Werner Heisenberg y Kramers a explorar diferentes modelos matemáticos. Estos condujeron al desarrollo de la mecánica matricial , la primera forma de la mecánica cuántica moderna . La teoría BKS también generó debate y reavivó el interés en las dificultades de los fundamentos de la antigua teoría cuántica. ^{[ 64 ]} El elemento más provocador de BKS —que el momento y la energía no se conservarían necesariamente en cada interacción, sino solo estadísticamente— pronto se demostró que estaba en conflicto con los experimentos realizados por Walther Bothe y Hans Geiger . ^{[ 65 ]} A la luz de estos resultados, Bohr le dijo a Darwin que "no hay nada más que hacer que dar a nuestros esfuerzos revolucionarios el funeral más honorable posible". ^{[ 66 ]}

La introducción del concepto de espín por George Uhlenbeck y Samuel Goudsmit en noviembre de 1925 fue un hito. Al mes siguiente, Bohr viajó a Leiden para asistir a las celebraciones del 50.º aniversario del doctorado de Hendrick Lorentz. Cuando su tren se detuvo en Hamburgo , fue recibido por Wolfgang Pauli y Otto Stern , quienes le pidieron su opinión sobre la teoría del espín. Bohr señaló que le preocupaba la interacción entre los electrones y los campos magnéticos. Al llegar a Leiden, Paul Ehrenfest y Albert Einstein le informaron que Einstein había resuelto este problema utilizando la relatividad . Bohr entonces pidió a Uhlenbeck y Goudsmit que incorporaran esto en su artículo. Así, cuando se encontró con Werner Heisenberg y Pascual Jordan en Gotinga de regreso, se había convertido, en sus propias palabras, en «un profeta del evangelio del imán de electrones». ^{[ 67 ]}

Conferencia Solvay de 1927 en Bruselas, octubre de 1927. Bohr está a la derecha en la fila del medio, junto a Max Born .

Heisenberg llegó por primera vez a Copenhague en 1924 y regresó a Gotinga en junio de 1925, donde poco después desarrolló los fundamentos matemáticos de la mecánica cuántica. Cuando le mostró sus resultados a Max Born en Gotinga, Born se dio cuenta de que la mejor manera de expresarlos era mediante matrices . Este trabajo atrajo la atención del físico británico Paul Dirac , ^{[ 68 ]} quien llegó a Copenhague durante seis meses en septiembre de 1926. El físico austriaco Erwin Schrödinger también visitó la ciudad en 1926. Su intento de explicar la física cuántica en términos clásicos utilizando la mecánica ondulatoria impresionó a Bohr, quien creía que contribuía «tanto a la claridad y simplicidad matemáticas que representaba un avance gigantesco sobre todas las formas anteriores de mecánica cuántica». ^{[ 69 ]}

Cuando Kramers dejó el instituto en 1926 para ocupar una cátedra de física teórica en la Universidad de Utrecht , Bohr dispuso que Heisenberg regresara y ocupara el lugar de Kramers como profesor en la Universidad de Copenhague. ^{[ 70 ]} Heisenberg trabajó en Copenhague como profesor universitario y asistente de Bohr de 1926 a 1927. ^{[ 71 ]}

Bohr se convenció de que la luz se comportaba tanto como ondas como partículas y, en 1927, los experimentos confirmaron la hipótesis de De Broglie de que la materia (como los electrones) también se comportaba como ondas. ^{[ 72 ]} Concibió el principio filosófico de complementariedad : que los elementos podían tener propiedades aparentemente mutuamente excluyentes, como ser una onda o un flujo de partículas, dependiendo del marco experimental. ^{[ 73 ]} Sentía que los filósofos profesionales no lo comprendían del todo. ^{[ 74 ]}

En febrero de 1927, Heisenberg desarrolló la primera versión del principio de incertidumbre , presentándola mediante un experimento mental en el que se observaba un electrón a través de un microscopio de rayos gamma . Bohr no quedó satisfecho con el argumento de Heisenberg, ya que solo requería que una medición alterara propiedades preexistentes, en lugar de la idea más radical de que las propiedades del electrón no podían analizarse en absoluto fuera del contexto en el que se medían. En un artículo presentado en la Conferencia de Como en septiembre de 1927, Bohr enfatizó que las relaciones de incertidumbre de Heisenberg podían derivarse de consideraciones clásicas sobre el poder de resolución de los instrumentos ópticos. ^{[ 75 ]} Comprender el verdadero significado de la complementariedad requeriría, según Bohr, una "investigación más profunda". ^{[ 76 ]} Einstein prefería el determinismo de la física clásica a la nueva física cuántica probabilística a la que él mismo había contribuido. Las cuestiones filosóficas que surgieron de los aspectos novedosos de la mecánica cuántica se convirtieron en temas de debate ampliamente celebrados. Einstein y Bohr mantuvieron discusiones amistosas sobre estos temas a lo largo de sus vidas. ^{[ 77 ]}

En 1914, Carl Jacobsen , heredero de las cervecerías Carlsberg , legó su mansión (la Residencia Honorífica Carlsberg, actualmente conocida como Academia Carlsberg) para que la utilizara de por vida el danés que hubiera realizado la contribución más destacada a la ciencia, la literatura o las artes, como residencia honorífica ( en danés: Æresbolig ). Harald Høffding había sido el primer ocupante, y tras su muerte en julio de 1931, la Real Academia Danesa de Ciencias y Letras le otorgó la residencia a Bohr. Él y su familia se mudaron allí en 1932. ^{[ 78 ]} Fue elegido presidente de la Academia el 17 de marzo de 1939. ^{[ 79 ]}

En 1929, el fenómeno de la desintegración beta llevó a Bohr a sugerir nuevamente que se abandonara la ley de conservación de la energía , pero el neutrino hipotético de Wolfgang Pauli y el posterior descubrimiento del neutrón en 1932 proporcionaron otra explicación. Esto impulsó a Bohr a crear una nueva teoría del núcleo compuesto en 1936, que explicaba cómo los neutrones podían ser capturados por el núcleo. En este modelo, el núcleo podía deformarse como una gota de líquido. Trabajó en esto con un nuevo colaborador, el físico danés Fritz Kalckar, quien falleció repentinamente en 1938. ^{[ 80 ] [ 81 ]}

El descubrimiento de la fisión nuclear por Otto Hahn en diciembre de 1938 (y su explicación teórica por Lise Meitner ) generó un intenso interés entre los físicos. ^{[ 82 ]} Bohr llevó la noticia a Estados Unidos, donde inauguró la quinta Conferencia de Washington sobre Física Teórica con Fermi el 26 de enero de 1939. ^{[ 83 ]} Cuando Bohr le dijo a George Placzek que esto resolvía todos los misterios de los elementos transuránicos , Placzek le dijo que quedaba uno: las energías de captura de neutrones del uranio no coincidían con las de su desintegración. Bohr lo pensó durante unos minutos y luego anunció a Placzek, Léon Rosenfeld y John Wheeler que "lo he entendido todo". ^{[ 84 ]} Basándose en su modelo de gota líquida del núcleo, Bohr concluyó que era el isótopo uranio-235 y no el más abundante uranio-238 el principal responsable de la fisión con neutrones térmicos. En abril de 1940, John R. Dunning demostró que Bohr tenía razón. ^{[ 83 ]} Mientras tanto, Bohr y Wheeler desarrollaron un tratamiento teórico, que publicaron en un artículo de septiembre de 1939 sobre "El mecanismo de la fisión nuclear". ^{[ 85 ]}

Posteriormente se ha generado un amplio debate y discusión sobre las ideas y la filosofía de Bohr respecto a la mecánica cuántica. ^{[ 95 ]} En cuanto a su interpretación ontológica del mundo cuántico, Bohr ha sido considerado un antirrealista , un instrumentalista , un realista fenomenológico o algún otro tipo de realista. Además, si bien algunos lo han visto como un subjetivista o un positivista , la mayoría de los filósofos coinciden en que se trata de una interpretación errónea, ya que Bohr nunca defendió el verificacionismo ni la idea de que el sujeto tuviera un impacto directo en el resultado de una medición. ^{[ 96 ]}

A menudo se cita a Bohr diciendo que no existe un «mundo cuántico», sino solo una «descripción física cuántica abstracta». Esto no lo dijo públicamente, sino que fue una declaración privada que Aage Petersen le atribuyó en unas memorias tras su muerte. N. David Mermin recordó que Victor Weisskopf declaró que Bohr jamás habría dicho algo así y exclamó: «¡Qué vergüenza para Aage Petersen por poner esas ridículas palabras en boca de Bohr!». ^{[ 97 ] [ 98 ]}

Numerosos estudiosos han argumentado que la filosofía de Immanuel Kant influyó notablemente en Bohr. Al igual que Kant, Bohr consideraba que distinguir entre la experiencia del sujeto y el objeto era una condición importante para alcanzar el conocimiento. Esto solo puede lograrse mediante el uso de conceptos causales y espaciotemporales para describir la experiencia del sujeto. ^{[ 96 ]} Así, según Jan Faye, Bohr pensaba que es gracias a conceptos "clásicos" como "espacio", "posición", "tiempo", "causalidad" y "momento" que se puede hablar de objetos y su existencia objetiva. Bohr sostenía que conceptos básicos como "tiempo" están integrados en nuestro lenguaje cotidiano y que los conceptos de la física clásica son simplemente un refinamiento de ellos. ^{[ 96 ]} Por lo tanto, para Bohr, es necesario utilizar conceptos clásicos para describir experimentos relacionados con el mundo cuántico. Bohr escribe:

La descripción de toda evidencia debe expresarse en términos clásicos. El argumento es simplemente que con la palabra «experimento» nos referimos a una situación en la que podemos explicar a otros lo que hemos hecho y aprendido y que, por lo tanto, la descripción del montaje experimental y de los resultados de las observaciones debe expresarse en un lenguaje inequívoco con la aplicación adecuada de la terminología de la física clásica ( APHK , p. 39). ^{[ 96 ]}

Según Faye, existen diversas explicaciones de por qué Bohr creía que los conceptos clásicos eran necesarios para describir los fenómenos cuánticos. Faye agrupa las explicaciones en cinco marcos: empirismo (es decir, positivismo lógico ); kantismo (o modelos neokantianos de epistemología ); pragmatismo (que se centra en cómo los seres humanos interactúan experimentalmente con los sistemas atómicos según sus necesidades e intereses); darwinismo (es decir, estamos adaptados al uso de conceptos de tipo clásico, que Léon Rosenfeld afirmó que evolucionamos para utilizar); y experimentalismo (que se centra estrictamente en la función y el resultado de los experimentos, que por lo tanto deben describirse clásicamente). ^{[ 96 ]} Estas explicaciones no son mutuamente excluyentes, y en ocasiones Bohr parece enfatizar algunos de estos aspectos, mientras que en otras se centra en otros elementos. ^{[ 96 ]}

Según Faye, "Bohr pensaba que el átomo era real. Los átomos no son construcciones heurísticas ni lógicas". Sin embargo, según Faye, no creía "que el formalismo mecánico cuántico fuera verdadero en el sentido de que nos diera una representación literal ('pictórica') en lugar de simbólica del mundo cuántico". ^{[ 96 ]} Por lo tanto, la teoría de la complementariedad de Bohr "es ante todo una lectura semántica y epistemológica de la mecánica cuántica que conlleva ciertas implicaciones ontológicas". ^{[ 96 ]} Como explica Faye, la tesis de la indefinibilidad de Bohr es que

Las condiciones de verdad de las oraciones que atribuyen un determinado valor cinemático o dinámico a un objeto atómico dependen del aparato involucrado, de tal manera que estas condiciones de verdad deben incluir referencias tanto al montaje experimental como al resultado real del experimento. ^{[ 96 ]}

Faye señala que la interpretación de Bohr no hace referencia a un "colapso de la función de onda durante las mediciones" (y, de hecho, nunca mencionó esta idea). En cambio, Bohr "aceptó la interpretación estadística de Born porque creía que la función ψ tiene solo un significado simbólico y no representa nada real". Dado que para Bohr la función ψ no es una representación gráfica literal de la realidad, no puede haber un colapso real de la función de onda. ^{[ 96 ]}

Un punto muy debatido en la literatura reciente es qué creía Bohr acerca de los átomos y su realidad, y si son algo más de lo que parecen ser. Algunos, como Henry Folse, argumentan que Bohr percibía una distinción entre los fenómenos observados y una realidad trascendental . Jan Faye discrepa de esta postura y sostiene que, para Bohr, el formalismo cuántico y la complementariedad eran lo único que podíamos decir sobre el mundo cuántico, y que «no hay más evidencia en los escritos de Bohr que indique que Bohr atribuiría propiedades de estado intrínsecas e independientes de la medición a los objetos atómicos [...] además de las clásicas que se manifiestan en la medición». ^{[ 96 ]}

El auge del nazismo en Alemania impulsó a muchos académicos a huir de sus países, ya fuera por ser judíos o por ser opositores políticos del régimen nazi. En 1933, la Fundación Rockefeller creó un fondo para apoyar a académicos refugiados, y Bohr conversó sobre este programa con el presidente de la Fundación Rockefeller, Max Mason , en mayo de 1933 durante una visita a Estados Unidos. Bohr ofreció a los refugiados empleos temporales en el instituto, les brindó apoyo financiero, gestionó la obtención de becas de la Fundación Rockefeller y, finalmente, les encontró puestos en instituciones de todo el mundo. Entre quienes recibió su ayuda se encuentran Guido Beck , Felix Bloch , James Franck , George de Hevesy, Otto Frisch , Hilde Levi , Lise Meitner , George Placzek, Eugene Rabinowitch , Stefan Rozental , Erich Ernst Schneider, Edward Teller , Arthur von Hippel y Victor Weisskopf . ^{[ 99 ]}

En abril de 1940, al comienzo de la Segunda Guerra Mundial, la Alemania nazi invadió y ocupó Dinamarca . ^{[ 100 ]} Para evitar que los alemanes descubrieran las medallas de oro del Nobel de Max von Laue y James Franck , Bohr le pidió a de Hevesy que las disolviera en agua regia . De esta forma, se almacenaron en un estante del Instituto hasta después de la guerra, cuando el oro se precipitó y la Fundación Nobel volvió a acuñar las medallas. La propia medalla de Bohr había sido donada a una subasta para el Fondo de Ayuda Finlandés y se subastó en marzo de 1940, junto con la medalla de August Krogh . El comprador donó posteriormente las dos medallas al Museo Histórico Danés en el Castillo de Frederiksborg , donde aún se conservan, ^{[ 101 ]} aunque la medalla de Bohr viajó temporalmente al espacio con Andreas Mogensen en la Expedición 70 de la ISS en 2023-2024. ^{[ 102 ] [ 103 ]}

Bohr mantuvo el Instituto en funcionamiento, pero todos los académicos extranjeros se marcharon. ^{[ 104 ]}

Bohr era consciente de la posibilidad de usar uranio-235 para construir una bomba atómica , y se refirió a ello en conferencias en Gran Bretaña y Dinamarca poco antes y después del comienzo de la guerra, pero no creía que fuera técnicamente factible extraer una cantidad suficiente de uranio-235. ^{[ 105 ]} En septiembre de 1941, Heisenberg, quien se había convertido en jefe del proyecto alemán de energía nuclear , visitó a Bohr en Copenhague. Durante esta reunión, los dos hombres tuvieron un momento a solas afuera, cuyo contenido ha causado mucha especulación, ya que ambos dieron versiones diferentes. Según Heisenberg, comenzó a abordar la energía nuclear, la moral y la guerra, a lo que Bohr parece haber reaccionado terminando la conversación abruptamente sin darle a Heisenberg pistas sobre sus propias opiniones. ^{[ 106 ]} Ivan Supek , uno de los estudiantes y amigos de Heisenberg, afirmó que el tema principal de la reunión fue Carl Friedrich von Weizsäcker , quien había propuesto intentar persuadir a Bohr para que mediara en la paz entre Gran Bretaña y Alemania. ^{[ 107 ]}

En 1957, Heisenberg escribió a Robert Jungk , quien entonces trabajaba en el libro Más brillante que mil soles: Una historia personal de los científicos atómicos . Heisenberg explicó que había visitado Copenhague para comunicar a Bohr las opiniones de varios científicos alemanes, según las cuales la producción de un arma nuclear era posible con grandes esfuerzos, lo que implicaba enormes responsabilidades para los científicos de todo el mundo, de ambos bandos. ^{[ 108 ]} Cuando Bohr vio la descripción de Jungk en la traducción danesa del libro, redactó (pero nunca envió) una carta a Heisenberg, en la que afirmaba que discrepaba profundamente de la versión de Heisenberg sobre la reunión, ^{[ 109 ]} que recordaba la visita de Heisenberg como un intento de fomentar la cooperación con los nazis, inevitablemente victoriosos, ^{[ 110 ]} y que le sorprendía que Alemania estuviera desarrollando armas nucleares bajo el liderazgo de Heisenberg. ^{[ 111 ] [ 112 ]}

La obra de Michael Frayn de 1998, Copenhague, explora lo que pudo haber ocurrido en la reunión de 1941 entre Heisenberg y Bohr. ^{[ 113 ]} Una versión televisiva de la obra, producida por la BBC , se estrenó el 26 de septiembre de 2002, con Stephen Rea en el papel de Bohr. Tras la publicación de las cartas de Bohr, la obra ha sido criticada por historiadores como una «grotesca simplificación y perversión del equilibrio moral real» debido a su perspectiva pro-Heisenberg. ^{[ 114 ]}

La misma reunión ya había sido dramatizada en 1992 por la serie documental científica Horizon de la BBC, con Anthony Bate como Bohr y Philip Anthony como Heisenberg. ^{[ 115 ]} La reunión también se dramatiza en la miniserie noruego/danesa/británica The Heavy Water War . ^{[ 116 ]}

En septiembre de 1943, Bohr y su hermano Harald supieron que los nazis consideraban a su familia judía , ya que su madre era judía, y que, por lo tanto, corrían peligro de ser arrestados. La resistencia danesa ayudó a Bohr y a su esposa a escapar por mar a Suecia el 29 de septiembre. ^{[ 117 ] [ 118 ]} Al día siguiente, Bohr persuadió al rey Gustavo V de Suecia para que hiciera pública la disposición de Suecia a brindar asilo a los refugiados judíos. El 2 de octubre de 1943, la radio sueca anunció que Suecia estaba dispuesta a ofrecer asilo, y el rescate masivo de los judíos daneses por parte de sus compatriotas se produjo rápidamente después. Algunos historiadores afirman que las acciones de Bohr condujeron directamente al rescate masivo, mientras que otros dicen que, aunque Bohr hizo todo lo posible por sus compatriotas, sus acciones no tuvieron una influencia decisiva en los acontecimientos generales. ^{[ 118 ] [ 119 ] [ 120 ] [ 121 ]} Finalmente, más de 7000 judíos daneses escaparon a Suecia. ^{[ 122 ]}

Cuando la noticia de la fuga de Bohr llegó a Gran Bretaña, Lord Cherwell le envió un telegrama pidiéndole que fuera a Gran Bretaña. Bohr llegó a Escocia el 6 de octubre en un de Havilland Mosquito operado por la British Overseas Airways Corporation (BOAC). ^{[ 123 ] [ 124 ]} Los Mosquitos eran aviones bombarderos de alta velocidad desarmados que habían sido convertidos para transportar pequeñas cargas valiosas o pasajeros importantes. Al volar a alta velocidad y gran altitud, podían cruzar la Noruega ocupada por los alemanes y, al mismo tiempo, evitar a los cazas alemanes. Bohr, equipado con paracaídas, traje de vuelo y máscara de oxígeno, pasó el vuelo de tres horas acostado en un colchón en la bodega de bombas del avión . ^{[ 125 ]} Durante el vuelo, Bohr no usó su casco de vuelo porque era demasiado pequeño y, en consecuencia, no escuchó la instrucción del intercomunicador del piloto para que encendiera su suministro de oxígeno cuando el avión ascendió a gran altitud para sobrevolar Noruega. Se desmayó por falta de oxígeno y solo se reanimó cuando el avión descendió a menor altitud sobre el Mar del Norte. ^{[ 126 ] [ 127 ] [ 128 ]} El hijo de Bohr, Aage, siguió a su padre a Gran Bretaña en otro vuelo una semana después y se convirtió en su asistente personal. ^{[ 129 ]}

Bohr fue recibido calurosamente por James Chadwick y Sir John Anderson , pero por razones de seguridad se le mantuvo alejado de la vista. Se le asignó un apartamento en el Palacio de St. James y una oficina con el equipo británico de desarrollo de armas nucleares Tube Alloys . Bohr quedó asombrado por el progreso alcanzado. ^{[ 129 ] [ 130 ]} Chadwick gestionó la visita de Bohr a Estados Unidos como consultor de Tube Alloys, con Aage como su asistente. ^{[ 131 ]} El 8 de diciembre de 1943, Bohr llegó a Washington, D.C. , donde se reunió con el director del Proyecto Manhattan , el general de brigada Leslie R. Groves Jr. Visitó a Einstein y Pauli en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, Nueva Jersey , y fue a Los Álamos, Nuevo México , donde se diseñaban las armas nucleares. ^{[ 132 ]} Por razones de seguridad, se presentó en Estados Unidos con el nombre de "Nicholas Baker", mientras que Aage adoptó el de "James Baker". ^{[ 133 ]} En mayo de 1944, el periódico de la resistencia danesa De frie Danske informó que se habían enterado de que «el famoso hijo de Dinamarca, el profesor Niels Bohr», en octubre del año anterior había huido de su país a través de Suecia hasta Londres y desde allí había viajado a Moscú , desde donde se suponía que apoyaría el esfuerzo bélico. ^{[ 134 ]}

Bohr no permaneció en Los Alamos, pero realizó una serie de visitas prolongadas durante los dos años siguientes. Robert Oppenheimer reconoció que Bohr actuó como una figura paterna científica para los jóvenes, especialmente para Richard Feynman . ^{[ 135 ]} Se cita a Bohr diciendo: «No necesitaban mi ayuda para fabricar la bomba atómica». ^{[ 136 ]} Oppenheimer reconoció la importante contribución de Bohr al trabajo sobre iniciadores de neutrones modulados . «Este dispositivo siguió siendo un enigma persistente», señaló Oppenheimer, «pero a principios de febrero de 1945, Niels Bohr aclaró lo que había que hacer». ^{[ 135 ]}

Bohr reconoció desde el principio que las armas nucleares cambiarían las relaciones internacionales. En abril de 1944, recibió una carta de Peter Kapitza , escrita unos meses antes cuando Bohr se encontraba en Suecia, invitándolo a viajar a la Unión Soviética . La carta convenció a Bohr de que los soviéticos estaban al tanto del proyecto angloamericano y se esforzarían por alcanzarlo. Le envió a Kapitza una respuesta evasiva, que mostró a las autoridades británicas antes de enviarla. ^{[ 137 ]} Bohr se reunió con Churchill el 16 de mayo de 1944, pero descubrió que «no hablábamos el mismo idioma». ^{[ 138 ]} Churchill discrepó de la idea de apertura hacia los rusos hasta el punto de escribir en una carta: «Me parece que Bohr debería ser confinado o, al menos, obligado a ver que está muy cerca del límite de los crímenes mortales». ^{[ 139 ]}

Oppenheimer sugirió que Bohr visitara al presidente Franklin D. Roosevelt para convencerlo de que el Proyecto Manhattan debía compartirse con los soviéticos con la esperanza de acelerar sus resultados. El amigo de Bohr, el juez de la Corte Suprema Felix Frankfurter , informó al presidente Roosevelt sobre las opiniones de Bohr, y se celebró una reunión entre ellos el 26 de agosto de 1944. Roosevelt sugirió que Bohr regresara al Reino Unido para intentar obtener la aprobación británica. ^{[ 140 ] [ 141 ]} Cuando Churchill y Roosevelt se reunieron en Hyde Park el 19 de septiembre de 1944, rechazaron la idea de informar al mundo sobre el proyecto, y el apunte de su conversación contenía una nota que indicaba que «deberían hacerse averiguaciones sobre las actividades del profesor Bohr y tomarse medidas para garantizar que no sea responsable de ninguna filtración de información, en particular a los rusos». ^{[ 142 ]}

En junio de 1950, Bohr dirigió una "Carta Abierta" a las Naciones Unidas en la que solicitaba cooperación internacional en materia de energía nuclear. ^{[ 143 ] [ 144 ] [ 145 ]} En la década de 1950, tras la primera prueba de armas nucleares de la Unión Soviética en 1949, se creó el Organismo Internacional de Energía Atómica siguiendo las sugerencias de Bohr. ^{[ 146 ]} En 1957, recibió el primer Premio Átomos para la Paz . ^{[ 147 ]}