Biografia de Aage Niels Bohr | Cientistas famosos.

Nota: Esta tradução é fornecida para finalidades educacionais e podem conter erros ou ser imprecisa.
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Viveu de 1922 – 2009.
Aage Bohr foi premiado com o Nobel de física em 1975 por seu trabalho detalhando a estrutura do núcleo atômico.

Formação acadêmica e início da vida

Aage Niels Bohr nasceu na capital da Dinamarca, Copenhaga, em 19 de junho de 1922.
No mesmo ano como Aage nasceu, seu pai, Niels Bohr, foi premiado com o Nobel de física por sua explicação da estrutura de átomos e a radiação emitida por eles.
Mãe do Aage, Margrethe Nørlund, deu à luz a seis crianças – todos os rapazes; Aage era o quarto. Margarida foi bem educada; Ela assistida por Niels Bohr com sua papelada e discutiu sua pesquisa científica com ele em detalhes.
Educação de Aage Bohr era convencional e, de um ponto de vista científico, extraordinariamente privilegiado. Como muitos outros estudantes de idade colegial em Copenhaga, ele frequentou a escola de gramática – o Sortedam Gymnasium. Ao contrário de outros alunos, ele também teve conversas com alguns dos físicos mais proeminentes do mundo, incluindo seu pai, claro.
Mais tarde na vida, Aage recordou alguns dos gigantes da ciência que havia trabalhado em Copenhaga com seu pai; Ele conheceu-os tão regularmente que eles se tornaram seus 'tios' – incluindo tio Werner Heisenberg (Nobel de física 1932) e tio Wolfgang Pauli (Prêmio Nobel de física 1945).

2ª Guerra Mundial

Em abril de 1940, quando Aage tinha 17 anos, a Dinamarca foi invadida pelas forças armadas da Alemanha nazista.
Este foi um momento preocupante para a família de Bohr. Mãe e pai do Aage eram ambos batizados cristãos, mas avó do Aage (mãe de Niels Bohr) era judeu e esta conexão significava que poderia haver problemas dos nazistas.
Em primeiro lugar, no entanto, não houve problemas e, de 18 anos, Aage matriculou-se na Universidade de Copenhaga, com a intenção de obter uma licenciatura em física. Ele também se tornou um assistente científico para seu pai, com aumentando gradualmente a entrada para pesquisa de física do seu pai.
Em setembro de 1943, os nazistas decidiram deportar judeus da Dinamarca para campos de concentração.
A família de Bohr fugiu em barcos de pesca em todo o trecho curto de água que separa a Dinamarca da Suécia. A Suécia foi oficialmente neutra e não tinha sido invadida pelos nazistas. Quase todos 7000 judeus da Dinamarca fugiram para a Suécia sobre o mar em 1943.
Em outubro de 1943, uma semana de intervalo, Niels e Aage Bohr sobrevoou da Suécia Noruega ocupada pelos nazistas para o Reino Unido. Eles voaram em aviões de guerra britânicos, que veio para a Suécia para coletá-los. Margrethe Bohr decidiu permanecer na Suécia, onde permaneceu até o fim da guerra.
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Com a idade de 21, Aage Bohr foi sobrevoado da Suécia Noruega ocupada pelos nazistas e o mar do Norte para a Escócia em um de Havilland Mosquito. Um voo tão não estava livre de risco!
Uma vez com segurança no Reino Unido, pai e filho começaram a investigação científica para o governo britânico, trabalhando no projeto de bomba atômica, chefiado por James Chadwick.
Em 1944 pai e filho se envolveu no projeto Manhattan, gastar uma quantidade significativa de tempo no Estados Unidos, bem como Londres. Para manter sua presença em segredo de América, eles viajaram sob os nomes "Nicholas Baker" e "James Baker".
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A área de tecnologia em Los Alamos tornou-se muito familiar para pai e filho "Nicholas Baker" e "James Baker" como eles ajudaram com o projeto Manhattan.

Copenhaga – USA – Copenhaga

Quando a guerra terminou, a família de Bohr reunida em Copenhaga em agosto de 1945.
Em 1946, Aage Bohr concluiu seu mestrado em física, no qual ele considerava a interação de partículas carregadas com a matéria. Ele então levou a cabo trabalhos de investigação na Universidade de Copenhague Instituto de física teórica – agora chamado Instituto Niels Bohr.
Em 1948, transferiu-se para o Instituto de estudos avançados em Princeton, EUA, onde ele tentou modelar o comportamento de núcleo atômico em um campo magnético, gastar uma quantidade considerável de tempo trabalhando na Universidade de Columbia.
Enquanto na América, ele se casou com Marietta Soffer em março de 1950, retornando com ela para Copenhaga, no final de 1950. Em 1954, ele recebeu um doutorado. Bohr, em seguida, trabalhou em Copenhague até se aposentou, tornando-se diretor do Instituto Niels Bohr em 1962. Ele renunciou ao cargo de diretor em 1967, para dedicar seu tempo ao trabalho de pesquisa e se aposentou em 1981.

Trabalho científico de Aage Bohr

Como seu pai, Aage Bohr ficou intrigado com a estrutura do átomo. O núcleo atômico em particular; que massa minúscula, densamente, carregada positivamente, no coração de cada átomo lhe interessava intensamente.
Como era o núcleo realmente – havia qualquer detalhes estruturais, e em caso afirmativo, quais foram eles?

O núcleo como uma gota de líquido

Uma idéia, que tinha sido desenvolvida mais plenamente por Niels Bohr e John Archibald Wheeler no final de 1930, foi o modelo da líquido-gota. O modelo da líquido-gota retratado o núcleo como uma rotação gota de líquido incompressible, mantido juntos por tensão superficial.
A gota de líquido pode ser deformada de sua forma esférica básica e uma grande gota de líquido pode desmoronar para formar duas gotas de novas. Da mesma forma, um grande núcleo atômico, como urânio, pode desmoronar-se para formar dois novos núcleos atômicos – isto é fissão nuclear, a fonte de energia por trás da bomba de átomo de urânio e a usina de urânio.
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O pequeno núcleo atômico foi modelado como uma gota de líquido realizada em conjunto por tensão superficial. Como um líquido, a forma da gota era esférica, mas pode ser deformada a partir desta forma.
O modelo da gota líquida teve seus maiores sucessos em explicar as propriedades dos núcleos pesados, tais como o urânio.
Em 1950, no entanto, o modelo da gota líquida estava em perigo de ser postos de lado pelo mais recente modelo do escudo do núcleo.

O núcleo com reservatórios de energia

Muito como elétrons são disse a ocupar os reservatórios de energia diferente do lado de fora do núcleo, o modelo do escudo do núcleo diz prótons e nêutrons ocupam energia distinta conchas dentro do núcleo.
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Modelo de concha de um núcleo atômico, apresentando diferentes níveis de energia. Imagem por iniciativa Schunck.
Em 1950, a maioria dos físicos tinham decidido o modelo concha parecia mais promissor do que o modelo da líquido-gota.
Em particular, o modelo de concha explicado por núcleos atômicos com chamados números mágicos de prótons + nêutrons são particularmente estáveis. Isso é semelhante ao conceito ensinado em química da escola, onde os átomos com completar conchas de elétrons, por exemplo, 2 ou 8 elétrons em suas conchas ultraperiféricas são particularmente estáveis, levando ao comportamento ́ dos gases nobres.
No caso de núcleos atômicos, os números mágicos de 2, 8, 20, 28, 50, 82 e 126 prótons + nêutrons resultam em núcleos particularmente estáveis.
O modelo de concha foi particularmente bons em explicar as propriedades de núcleos mais leves e de núcleos com os números mágicos de prótons + nêutrons, mas foi menos bem sucedido com núcleos pesados como o urânio.
"Hoje, é difícil imaginar plenamente o grande impacto da evidência para estrutura nuclear sobre os físicos trazido acima com os conceitos da líquido-gota".
Aage Niels Bohr, 1975
Nobel Lecture

Unificação

Na verdade, o modelo da líquido-gota e o modelo de concha ambos tinham vantagens e desvantagens – indicando que nenhum poderia ser a história completa.
Em 1949, James Rainwater, um físico da Universidade de Columbia, decidi combinar os melhores aspectos da líquido-gota e shell modelos em um único modelo unificado do núcleo.
Naquela época a água da chuva dividiu um escritório na Columbia com Bohr e expliquei-lhe suas idéias. Bohr foi cativado, vendo o potencial de ideias da água da chuva para explicar o comportamento e a estrutura do núcleo atômico.
Bohr retornou para Copenhague, determinado a prosseguir o modelo unificado ainda mais. Lá ele trabalhou com Ben Mottelson, que completou seu doutorado na Universidade de Harvard e que estava agora em Copenhaga em um Traveling Fellowship de Harvard.
Juntos, Bohr e Mottelson funcionou em detalhes intrincados como um modelo unificado poderia explicar um grande número de observações experimentais de diferentes núcleos atômicos. Em 1953 publicaram um relatório de 173 páginas descrevendo seu modelo unificado e em 1954, Bohr publicou Os Estados rotacionais dos núcleos atômicos. Crucialmente, previsões que fizeram sobre como se comportariam núcleos foram verificadas nos experimentos.
Uma das suas principais descobertas foi que alguns dos comportamentos dos núcleos podiam ser explicados por núcleos ter diferentes quantidades de energia resultantes da rotação. Além disso, núcleos não girar como objetos rígidos, mas, em vez disso, uma onda de superfície viaja ao redor do núcleo. Eles também encontraram que núcleos vibram, alterando sua forma em torno de um valor médio.
No primeiro Bohr tinha problemas para convencer seu pai que o modelo da líquido-gota deve ser descartado – afinal, Niels Bohr foi um dos principais arquitetos do modelo da líquido-gota –, mas eventualmente ele ganhou seu pai round.
O modelo unificado – muitas vezes chamado o modelo coletivo – por vezes é semelhante a um enxame de abelhas, onde cada abelha é um nêutron ou próton e o enxame é o núcleo. O enxame actua como uma entidade única, mesmo que cada abelha dentro dele está a mexer-se independentemente com energia própria, individual. No modelo de Bohr-Mottelson, fora do enxame gira e balança para dentro e para fora.
Cada nêutron ou um próton tem uma energia orbital dentro do núcleo. Estas órbitas às vezes podem deformar o núcleo para que isso não está verdadeiramente esférico. Por exemplo, o núcleo de átomos mais pesados pode tornar-se um esferoide oblato (em forma de disco) ou esferóide prolato (em forma de futebol).
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Um oblato e um esferóide prolato. Imagens por AugPi, modificado por este site.
Claro, é preciso lembrar que núcleos atômicos têm um diâmetro entre 1,7 x 10 m de−15 de hidrogênio e cerca de 15 x 10−15 m para o urânio.
O fato de que Bohr e outros foram capazes de modelar matematicamente tais objetos incrivelmente pequenos, produzindo detalhes estruturais e prever o seu comportamento de acordo com os dados experimentais é notável.
Em 1975, Aage Bohr e Ben Mottelson James Rainwater compartilhou o Nobel de física por seu modelo de núcleo. Nas palavras do Comitê do prêmio, o prêmio foi:
"para a descoberta da conexão entre movimento coletivo e movimento de partículas em núcleos atômicos e o desenvolvimento da teoria da estrutura do núcleo atômico baseado nesta conexão."
Apesar dos enormes passos tomados pelo trio de físicos, até hoje, os detalhes estruturais de núcleos atômicos ainda não foram totalmente resolvidos.

Fim

Aage Bohr morreu em 8 de setembro de 2009, aos 87 anos. Ele foi enterrado no cemitério Mariebjerg, Copenhaga. Sua primeira esposa, Marietta, morreu em 1978.
Bohr foi sobrevivido por sua segunda esposa, Bente Meyer Scharff, quem tinha casado em 1981, e por dois filhos e uma filha de seu casamento para Marietta. Um de seus filhos, Tomas, tornou-se um Professor de física na Universidade Técnica da Dinamarca.
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