Niels Henrik David Bohr

Figlio di Christian Bohr, professore di fisiologia all’Università di Copenhagen, e di Ellen Adler, figlia di un influente uomo politico ebreo, crebbe, insieme al fratello Harald più giovane di due anni (futuro famoso matematico), in un ambiente culturalmente e scientificamente stimolante. Frequentò la scuola superiore senza eccellere particolarmente, a parte nello sport, in quanto era un buon calciatore (portiere), anche se non raggiunse il livello del fratello Harald (mediano) che vinse la medaglia d’argento con la nazionale Danese alle Olimpiadi di Londra del 1908. Il fratello, suo compagno di squadra e di studi, era e fu per sempre il suo migliore amico.

Nel 1903, incoraggiato dal padre, entrò all’Università di Copenhagen per studiare fisica sotto la guida del prof. Christiansen che, come anche il suo professore di filosofia Hoffding, era amico di famiglia. Ancora studente partecipò ad un premio bandito dall’Accademia Reale delle Scienze con uno studio sperimentale (l’unico della sua vita) e teorico sulla tensione superficiale, effettuato nel laboratorio di fisiologia del padre, vincendo la medaglia d’oro nel 1906, con pubblicazione del lavoro.

Ottenne la laurea nel 1909 e il dottorato nel 1911, con una tesi teorica sulle proprietà dei metalli (Studi sulla teoria elettronica dei metalli) che rimane ancora oggi un classico. Nell’autunno del 1911 soggiornò a Cambridge, con una borsa di studio della Carlsberg, presso il Cavendish Laboratory dove conobbe J. J. Thomson ma, nel 1912, si trasferì a Manchester perché aveva conosciuto Ernest Rutherford col quale si trovava meglio. Sebbene con personalità diverse e senza diventare veramente amici, perché Bohr vedeva Rutherford come il suo insegnante, avevano tuttavia entrambi un grande entusiasmo per la fisica e rimasero in contatto fino alla morte di Rutherford nel 1937.

Sulla base della ipotesi del nucleo atomico appena avanzata da Rutherford e utilizzando concetti della teoria quantistica di Planck, Bohr propose un modello della struttura atomica che da allora servì per spiegare le proprietà fisiche e chimiche degli elementi (atomo di Bohr). In altri tre famosi lavori del 1913 applicò la sua teoria allo studio dell’atomo di idrogeno e ad atomi più pesanti. L’atomo di Bohr … rese i contemporanei consapevoli che occorreva un nuovo modo di descrivere i fenomeni a livello microscopico e, sebbene scientificamente superato, resta ancora oggi nella mente di molti come l’immagine di come l’atomo sia fatto, e un simbolo della fisica. (A. P. French, P. J. Kennedy (eds). Niels Bohr: A centenary volume, London, 1985).

Nel 1912 aveva sposato Margrete Nørlund, dalla quale ebbe sei figli, quattro dei quali sopravvissero, tutti con eccellenti carriere. La signora Bohr gli fu vicina per tutta la vita incoraggiando e stimolando la sua attività scientifica e facendo della loro casa un centro di idee e di ricerca teorica, come testimoniato tra gli altri da G. Gamow nel suo Trent’anni che sconvolsero la fisica (Zanichelli, Bologna, 1966).

Nel 1913-14 insegnò a Copenhagen e nel 1914-16 a Manchester, e finalmente nel 1916 ottenne la nuova cattedra di Fisica Teorica a Copenhagen, dove dal 1921 fino alla morte diresse l’Istituto di Fisica Teorica da lui fondato e che dal 1965 porta il suo nome (Istituto Niels Bohr).

Per i suoi lavori sulla struttura dell’atomo e sulla radiazione ottenne il Premio Nobel del 1922.

Per contribuire alla comprensione dei fondamenti della nuova fisica quantistica, nata nel 1925, e delle sue relazioni con le teorie classiche propose il principio di corrispondenza, e nel 1927 a Como il principio di complementarità, discutendo in vari saggi, poi raccolti sotto il titolo Fisica Atomica e conoscenza umana (in N. Bohr. I Quanti e la Vita, Bollati Boringhieri, Torino, 1965), delle nuove idee quantistiche e di come la nostra visione del mondo ne esca profondamente cambiata. Il dibattito che ne seguì (soprattutto con Einstein, Ehrenfest, Schrödinger e altri) portò Bohr a quella interpretazione dei fondamenti della teoria quantistica nota come “interpretazione di Copenhagen” e comunemente accettata.

Il suo Istituto era diventato la Mecca dei fisici teorici da tutto il mondo, un primario luogo di discussione e di dibattito sulla meccanica quantistica e sulla fisica nucleare e dal 1933 anche un rifugio per tanti fisici in fuga dalla Germania hitleriana: Il centro era il palazzo “Carlsberg” messo a disposizione di Bohr dal fondatore della omonima birreria. Qui sotto la cura materna della incantevole moglie Margrethe, studiosi di tutte le nazioni si riunivano per mangiare, bere e ascoltare musica, sedendo, spesso letteralmente ai piedi di Bohr, discutendo e raccogliendo le sue sfide scientifiche, i suoi commenti e le sue battute (necrologio – The Times).

Dal 1930 la sua attività e quella del suo Istituto si rivolsero principalmente allo studio del nucleo e delle sue trasmutazioni e disintegrazioni. Nel 1936 pubblicò un lavoro sulla cattura di neutroni da parte del nucleo, nel quale espose il suo modello di nucleo a goccia che nel 1939 utilizzò per spiegare la fissione nucleare dell’uranio, ottenuta da Hahn e Strassmann.

Nel 1937 effettuò un viaggio mondiale dagli Stati Uniti al Giappone, Cina e Russia, durante il quale partecipò anche ai funerali del suo maestro Rutherford all’Abbazia di Westminster a Londra tenendo un toccante discorso.

Durante l’occupazione tedesca della Danimarca nel 1940 per la sua opposizione al nazismo la sua vita divenne difficile, ricevette tuttavia la visita di Heisenberg, aiutò poi fisici ed amici attivi nella Resistenza a salvarsi e nel 1943 fuggì anch’egli in Svezia con un peschereccio, poi in Inghilterra e quindi negli Stati Uniti dove fu associato al Progetto Manhattan a Los Alamos con il gruppo inglese.

Dopo la guerra dedicò il resto della sua vita alle applicazioni pacifiche dell’energia nucleare e ai problemi politici derivanti dallo sviluppo delle armi nucleari, in particolare battendosi contro i segreti militari e auspicando una collaborazione tra le nazioni e un controllo internazionale (Lettera Aperta alle Nazioni Unite, 9 giugno 1950). Per questa attività ricevette per primo il premio “Atomi per la Pace” nel 1957.

Presidente della Reale Accademia Danese delle Scienze, membro della Royal Society e della Royal Institution inglesi, e di numerose Accademie e Società scientifiche in tutto il mondo (tra le quali quelle di Bologna e Roma), ebbe numerosi riconoscimenti e 34 lauree ad honorem, da Cambridge, Oxford, Princeton, la Sorbona, Harvard, Chicago, New York, Haifa per citare solo le più prestigiose.

Nel 1952 fu tra i fondatori del CERN e primo direttore della Divisione Teorica che all’inizio ebbe sede a Copenhagen. Nel 1957 contribuì a fondare il centro di ricerche scandinavo NORDITA che ha tuttora sede presso il suo Istituto e nel 1958 ispirò la creazione del centro di ricerche industriali sull’energia nucleare a Risø.

Negli ultimi anni, fino all’improvvisa morte per attacco cardiaco, si interessò ai nuovi sviluppi della biologia e le sue riflessioni sul problema della Vita sono l’argomento del suo ultimo incompiuto lavoro, pubblicato postumo.

Il figlio Aage, fisico teorico, gli successe come direttore dell’Istituto di fisica Teorica ed ottenne anch’egli il Premio Nobel per la fisica nel 1975 (uno dei casi di genitore e figlio insigniti del Nobel come i Thomson, Bragg e Curie).