1. Quién era Niels Bohr y cómo llegó a trabajar con los átomos
Niels Bohr nació en Copenhague el 7 de octubre de 1885. Su padre, Christian Bohr, era profesor de fisiología en la universidad, y su hermano menor, Harald, llegaría a ser profesor de matemáticas [1].
Tras doctorarse en Copenhague, en el otoño de 1911 Bohr pasó una temporada en Cambridge, en Inglaterra [1]. En la primavera de 1912 trabajaba en Mánchester, con Ernest Rutherford, quien el año anterior había propuesto que el átomo tiene un núcleo diminuto con carga positiva y electrones con carga negativa a su alrededor. Esa idea despertó muy poco interés, pero Bohr se convenció de que era cierta y decidió convertirla en una teoría completa [2].
2. Qué propuso Bohr en 1913 sobre los electrones del átomo
El resultado fueron tres artículos publicados en 1913 en la revista inglesa Philosophical Magazine, conocidos como «la trilogía» de Bohr [2]. Su idea central era que los electrones no pueden estar a cualquier distancia del núcleo: solo en ciertos «estados estacionarios». Cuando un electrón salta de un estado a otro, el átomo emite o absorbe una cantidad concreta de energía [2].
Una forma de imaginarlo (es una comparación nuestra, no de Bohr) es una escalera: puedes pisar un peldaño u otro, pero no quedarte en el aire entre dos. En realidad lo que está «escalonado» no es una altura que se pueda ver, sino la energía del electrón.
En 1922 Bohr recibió el Premio Nobel de Física «por sus trabajos sobre la estructura de los átomos y la radiación que emiten» [3]. Según la fuente consultada, el Instituto de Física Teórica de Copenhague se inauguró en 1921, con Bohr como director, y hoy se llama Instituto Niels Bohr [3].
3. Por qué Einstein dudó de la nueva mecánica cuántica en 1927
En los años veinte nació la mecánica cuántica, y Bohr fue uno de sus defensores más activos. Einstein, que había contribuido a abrir ese camino, no quedó conforme con cómo se interpretaba. Sus desacuerdos se hicieron famosos en la quinta Conferencia Solvay (Bélgica, 1927), donde se reunieron los físicos más importantes de la época [4].
La historia de aquellas conversaciones la conocemos sobre todo por el propio Bohr, que la escribió décadas después, en 1949. Por eso conviene leerla como su versión de los hechos [4].
Según ese relato, Einstein proponía un experimento imaginario tras otro para mostrar que la teoría tenía una contradicción. Bohr no siempre sabía responder en el momento, pero solía volver con una respuesta al día siguiente [4].
4. Qué era la «caja de fotones» de 1930 y cómo respondió Bohr
En el siguiente congreso Solvay, en 1930, Einstein presentó un nuevo experimento mental: una caja con un fotón dentro y un reloj que abre una compuerta en un instante exacto. Si se pesa la caja antes y después, la famosa fórmula E = mc² daría la energía del fotón con gran precisión. Entonces se conocerían a la vez la energía y el instante de salida, y eso parecería romper el límite de incertidumbre de la teoría [5].
La respuesta de Bohr usó la propia relatividad de Einstein. Para pesar la caja hay que sostenerla con un resorte, y eso deja una pequeña incertidumbre en su posición. Según la relatividad general, el tiempo transcurre a un ritmo ligeramente distinto según el lugar en un campo gravitatorio. Así, la incertidumbre sobre la posición hace que también haya incertidumbre sobre la hora que marca el reloj [5]. Bohr concluyó que el límite se mantenía.
La física no dejó de pensar en esto. Un análisis de 2000 sostiene que el argumento de Einstein tiene fallos y que la respuesta de Bohr también [6]. Otro trabajo de 2021 reformula el análisis de Bohr y concluye que su idea de la dilatación gravitatoria del tiempo funciona, aunque también estudia soluciones que no necesitan la relatividad general [5]. Es decir, la anécdota es célebre, pero los detalles técnicos siguen siendo tema de estudio.
5. Por qué la discusión no rompió su amistad
Ni Einstein ni Bohr convencieron al otro del todo. Bohr pensaba que la mecánica cuántica daba una comprensión nueva y valiosa del mundo. Einstein la veía como una teoría provisional y buscó el resto de su vida una explicación más completa [4].
Aun así, Einstein le escribió a Bohr en 1920: «Pocas veces en la vida una persona me ha dado tanta alegría solo con estar presente como tú. He aprendido mucho de ti, sobre todo de tu manera sensible de abordar los problemas científicos» (traducción nuestra de la versión inglesa que ofrece el Instituto Americano de Física) [7]. Las fuentes añaden que ambos disfrutaban de usar al otro como contrapeso para afinar sus ideas [4].
Quizá esa sea la clave: cada uno hacía las preguntas más difíciles porque tomaba al otro en serio. Discrepar de una idea no era lo mismo que dejar de admirar a quien la defendía.
6. Qué pasó con Bohr cuando la guerra llegó a Dinamarca
En 1943, con Dinamarca ocupada por la Alemania nazi, Bohr tuvo que huir: según la fuente consultada, su familia era considerada judía por los nazis (su madre lo era) y corría riesgo de ser detenida. Con ayuda de la resistencia danesa, Bohr y su esposa cruzaron el mar hasta Suecia el 29 de septiembre [3].
Desde allí viajó a Escocia en un avión Mosquito, que no tenía asientos para pasajeros, y él fue en el compartimento de bombas. El casco le quedaba pequeño y no oyó la orden de usar el oxígeno, así que perdió el conocimiento hasta que el avión descendió. Llegó sano y salvo el 6 de octubre [3]. Años después, en junio de 1950, dirigió una carta abierta a las Naciones Unidas pidiendo cooperación internacional sobre la energía nuclear [3].
7. Cómo seguir investigando por tu cuenta
Puedes dibujar un átomo como lo imaginaba Bohr: un núcleo en el centro y varios círculos alrededor, cada uno un «peldaño» de energía para los electrones. Luego busca cómo se explica la luz de colores que emite un átomo cuando un electrón baja de peldaño.
Y si te interesa la discusión, busca «caja de fotones de Einstein» o «Conferencia Solvay de 1927». Compara también cómo cuenta cada texto la historia: recuerda que gran parte de la versión clásica viene del propio Bohr.