Atomun yapısı üzerindeki çalışmaları ve atomların saçtığı ışın
araştırmaları ile tanınır.
Babası fizyoloji profesörü olan Bohr, 18 yaşında Kopenhag
Üniversitesi’nde fizik tahsiline başladı. İyi bir futbolcuydu. Daha
iyi bir oyuncu küçük kardeşi 1908 yılının dünya ikincisi Danimarka
olimpiyat takımında yer aldı.
26 yaşında doktorasını da tamamlayan Bohr, ileri eğitim bursuyla
Cambridge’e gönderildi. Burada elektron kuramcısı J.J. Thomson ile ve
daha sonra Manchester’de onun öğrencisi ve yine atom kuramcısı
Rudherford ile çalıştı. 27 yaşında beş oğlu olduğu söylenen bir
evlilik yaptı. 31 yaşında, fizik profesörü atandığı Kopenhag
Üniversitesi’ne döndü.
Rudherford, çekirdekli atom kavramını; yani merkezinde ağır çekirdek
bulunan çevresinde daha hafif, bulutsu elektronların dolaştığı bir
atom modelini ortaya atmıştı. Atomların nasıl enerji verdiklerini bu
model ve Planck’ın on yıl kadar önce yayınladığı kuantum kuramı ile
açıklıyordu. Elektronlar gittikçe daralan yörüngeler çizerek çekirdek
etrafında dönüyor ve bu hareketleri enerji oluşturuyorlardı. Bohr,
daralan yörünge ve sonuçta çekirdek üzerine düşen elektronların
varolduğunu kabul etmiyordu.
Atom modeli için daha inandırıcı bir biçim ararken Balmer’in hidrojen
tayfı formülü onu, hidrojen atomunu daha yakından incelemeye yöneltti.
Hidrojen atomu Lorentz’in belirlediği salınımdayken elektromanyetik
ışınım yapmıyordu. Aslında Maxwell’in yasaları temel alındığında,
böyle bir ışınım yapması gerekiyordu. Maxwell’e göre, kapalı bir
yörüngede kaldıkları sürece ışınım olmayacağı görüşündeydi. Bu
çelişkinin nedeni, elektronun sadece bir tanecik kabul edilmesinden
ileri geliyordu. Nitekim De Broglie, elektronun yalnız tanecik değil,
dalga boyu özellikli de olduğunu gösterince çelişki giderildi.
Schrödinger de elektronun çekirdek etrafında dönmediği, yalnızca
çevrede durağan bir dalga oluşturduğu görüşüyle, ileri sürülenleri
doğruluyordu.
Bohr,”Elektron,yörüngesini değiştirip çekirdeğe yaklaşınca, ışıma
olur” diyordu. Fakat, ışın soğuran atomda da elektron çekirdekten daha
uzak bir yörüngeye giriyordu. Bu nedenle, elektromanyetik ışınım, bu
parçacıkların salınım veya hızlanmalarından değil; enerji
düzeylerindeki değişmelerden ileri gelmeliydi. Bu düşünce, atom
dünyasının insanın yaşadığı dünyaya benzemediğini gösteriyor, her
geçen gün atomun yapısını sağduyu ile açıklamak güçleşiyordu.
Sağduyu, örneğin gezegenlerin yörünge değiştirmediklerini söylüyordu.
Elektron da, öyle herhangi bir yörüngeye giremezdi. Ayrıca, her
yörünge değişmez bir enerji karşılığı idi. Eğer elektron bir
yörüngeden diğerine geçiyorsa,saldığı veya soğurduğu enerji sabit
olmalıydı. Bu miktar, kuantumların tümü demekti.Böylece, Planck’ın
kuantum kuramı, elektronların atom içinde durum değiştirmeleri olarak
yorumlanıyordu.
Hatta Bohr, hidrojen tayfındaki çizgilere karşılık olan enerji
yörüngelerini seçebiliyordu.Bununla, bir elktronu bir yörüngeden,
çekirdekten daha uzak bir yörüngeye aktaracak miktardaki enerji
kuantasının soğurulduğunu gösteriyordu. Özellikle, ilk kez Balmer’in
dikkatleri çektiği hidrojen tayfındaki düzgünlük de
açıklanabiliyordu.Elektronları
için Bohr, Planck’ın sabitesini 2*3,14 ile bölerek kullanıyordu.
Bütün bunlara karşılık, tayf çizgilerinin ince ayrıntılarını açıklamak
için Bohr’un kullandığı model yetersiz derecede karmaşıktı.
Yörüngelerin yalnız dairesel olduklarını varsayıyor; fakat bu,
Summerfield’in beyzi yörüngeler varsayıldığında durumun ne olacağı
araştırmasını başlatıyordu. Sonuçta, değişik yörüngelerin kabul
edilmesi zorunluluğu ortaya çıktı. Yapılması gerekli düzeltmeler bir
yana; Bohr’un modeli atom tayfındaki çizgilerin ilk başarılı
açıklaması oldu veya tayf çözümlemeleri ile atomların iç yapıları
öğrenildi. Fakat yaşlı kuşağın tamamı, bu gelişmeleri benimsemiyordu.
Rayleigh, Zeeman ve Thomson kuşku içindeydiler. Ancak, Bohr’un her
zaman minnettar kaldığı Jeans, ondan yana çıkıyordu. Aslında
Thomson’un karşı çıkmaları nedeniyle, Bohr ondan ayrılmış ve
Rutherford ile çalışmayı yeğlemişti.
Kuşkusuz sonuçta Bohr ezici bir başarı sağladı ve 1922 yılı Nobel
Fizik Ödülü’nü aldı. Bunu izleyen yıllarda, ikisi de Nobel Fizik Ödülü
alan Franck ve Hertz, deneysel çalışmalarıyla Bohr kuramını
doğruladılar. Bohr, hidrojenden daha karışık atom modellerini bir
türlü geliştiremiyor ve “Birden fazla elektronun bulunduğu atomlarda
iç içe küreler vardır. Herhangi bir elementin kimyasal özelliklerini
belirleyen en dış küredeki elektron içeriğidir” diyerek çok
küreselliğe ilk işaret edenlerden biri oluyordu. Bu düşünce Pauli
sayesinde meyvesini verdi. Elektronun hem parçacık (bohr’un fikri) hem
dalga (Schrödinger’in düşüncesi) olarak tanımlanması, 1927 yılında
Bohr’u, bugün “tümlerlik” diye bilinen ilkeyi önermeye zorladı. Bu,
bir şeyin birbirinden tamamen bağımsız; fakat her ikisi de kendi
koşullarında geçerli, iki değişik biçimde kabul edilmesi ilkesidir.
1920-1930 döneminde Bohr, bir özel bira şirketinin desteğinde Atom
Çalışmaları Enstitüsü’nü Kopenhag’da kurup yöneterek, (Joule
zamanından beri bira sanayinin kuramsal fiziğe en büyük katkısı)
burayı kuramsal fiziğin merkezi yaptı ve bilimsel yetenekleri
Kopenhag’da toplayarak adeta yeni bir “İskenderiye” oluşturdu. 1933
yılında Hitler Almanya’da iktidara gelince, korku içindeki
meslektaşları yararına elinden geleni yaptı, özellikle Yahudi
fizikçilerin güvenliğini sağladı. Bir toplantı için 1939 yılında
Amerika Birleşik Devletleri’ni ziyareti sırasında Hanh’ın “Uranyum,
nötronlarla (on yıl kadar önce Chadwick’in bulduğu yüksüz dolayısıyla
nötron adı verilen parçacık) bombardıman edilirse parçalanır
(fission)” düşüncesini Lisse Meitner’in açıklayacağını söylemesi
üzerine toplantı dağıldı ve bilim adamları bu düşünceyi sınamak üzere
ülkelerine döndüler. Daha sonraları bu düşünce doğrulandı ve olaylar
hızla gelişerek atom bombasında doruk noktasına ulaştı.
Bohr, fisyon sürecine ait bir kuram geliştirmeye koyuldu. Bunda atom
çekirdeğinin sıvı damlası gibi davrandığını varsayıyordu. Bohr, bu
modelden yararlanarak, birkaç yıl önce Dempster’in bulduğu uranyum 235
izotopunun fisyona uğradığı sonucuna vardı ve bu çıkarımı kısa süre
sonra doğrulandı.
Danimarka, 1940 yılında işgal edilince Chadwick’in önerisine uyarak ve
bin bir güçlükle İsveç’e kaçtı, böylece muhakkak bir tutuklanmadan
kurtuldu. Orada faaliyetlerini genişleterek, çoğu Yahudi bilim
adamının Hitler’in elinden kurtulmasını sağladı. Sonra küçük bir
uçakla İngiltere’ye geçerken yüksekten uçmak zorunluğu, neredeyse
oksijensiz kalıp ölümüne sebep olacaktı. Danimarka’dan ayrılmadan önce
Franck ve Lane’nin kendisine emanet ettikleri Nobel madalyalarını da
birlikte aldı (kendi madalyasını da Finli savaş kurbanlarına yardım
için hibe etmişti) ve asit dolu bir şişeye doldurarak Nazilerin
elinden kurtardı.
1945 yılında Amerika Birleşik Devletleri’ne geçerek Los Alamos’daki
atom bombası projesinde çalıştı. Atom bombasının sonuçları hakkındaki
endişeleri ve uluslar arası denetim amacıyla atom sırlarının bütün
müttefiklerce paylaşılması isteği Winston Churchill’i neredeyse
tutuklanmasını emredecek kadar kızdırmıştı. Savaştan sonra Kopenhag’a
döndü, asitte erittiği altını çöktürerek madalyaları yeniden döktürdü
ve sahiplerine ulaştırdı. Bohr, atom enerjisinin barışçı amaçlarla
kullanılması için durmadan, yorulmadan uğraştı ve 1955 yılında
Cenova’da ilk “Barış için Atom Toplantısını” düzenledi. Bu çabaları da
“Barış için Atom” armağanı ile ödüllendirildi.
belgesi-566
