Niels Bohr : Le Pionnier de la Mécanique Quantique

Neil-Henrik David Bohr est un physicien danois. Il est né le 7 octobre 1885 à Copenhague, au Danemark. Fils de Christian Bohr, professeur de médecine et recteur d'université, et d'Hélène Adler. Neil Bohr a un frère cadet, Harald Bohr, mathématicien et sportif de haut niveau, ainsi qu'une soeur aînée, Jenny. Il est lui-même un très bon footballeur. Bohr entrait à l'université de Copenhague en 1903. Dès 1906, il travaille sur le thème des vibrations d'un jet de liquide, et son mémoire obtient une récompense de l'Académie royale danoise des sciences des lettres. Il obtient un doctorat à l'université de Copenhague en 1911, sur la théorie électronique des métaux, émettant ses premières idées sur la structure atomique. Il obtient une bourse de la fondation Carlsberg, et veut dans un premier temps travailler à l'université de Cambridge avec le professeur Joseph John Thompson, le découvreur de l'électron, dont le modèle atomique, sphère des charges positives dans laquelle sont plongés les électrons, ne satisfait pas totalement son élève. Bohr rencontre alors Ernest Rutherford, père de la physique nucléaire, qu'il rejoint à Manchester, en Angleterre. Se basant sur les travaux de Rutherford, il publie en 1913 un modèle de la structure de l'atome, mais aussi de la liaison chimique dans une série de trois articles de la revue Philosophical Magazine. Cette théorie présente l'atome comme un noyau autour duquel gravitent les électrons, qui déterminent les propriétés chimiques de l'atome. Bohr a publié sa théorie de la structure atomique qui a révolutionné notre compréhension de la nature de l'atome. Selon cette théorie, l'atome est composé d'un noyau central contenant des protons et des neutrons, entourés d'une couche d'électrons. Bohr a également introduit l'idée que les électrons ne pouvaient occuper que certaines orbites autour du noyau, et que lorsqu'un électron passait d'une orbite à une autre, il émettait ou absorbait de l'énergie sous forme de photons. Cette théorie est à la base de la mécanique quantique. Bohr a aussi participé à la compréhension de la nature des particules subatomiques, en particulier les protons et les neutrons, qui composent le noyau atomique. Il a contribué à la compréhension de la structure de l'atome en proposant que les protons et les neutrons sont les particules fondamentales qui composent le noyau. Il a également proposé que les protons et les neutrons ont des propriétés distinctes, telles que la charge électrique et le spin. Il rentre au Danemark en 1912 et se marie peu après. Il devient assistant à la chaire de physique de l'Université de Copenhague. En 1913, en manipulant différentes notions des mécaniques classiques et de la naissante mécanique quantique, il obtient l'équation de Bohr, le résultat le plus important de toute la mécanique quantique. En 1914, il accepte un poste de professeur à l'Université de Manchester. En 1916, Bohr devient professeur à l'Université de Copenhague dans la chaire de physique théorique tout juste créée. Il est nommé en 1920 directeur du nouvel institut de la physique théorique dont il est le fondateur. Cet établissement prendra plus tard le nom de Neil Bohr Institute en 1965. Pendant les années 1920, il complète sa théorie parvenant à établir une relation étroite entre le tableau des mains d'élèves et la structure électronique des atomes. Il reçoit le prix Nobel de physique en 1922 pour ses études de la structure des atomes et des radiations qui en proviennent. Bohr est aussi à l'origine du principe des complémentarités. Les objets peuvent être analysés séparément et chaque analyse fera conclure à des propriétés contraires. Par exemple, les physiciens pensent que la lumière est à la fois une onde et un faisceau de particules, les photons. Parmi les plus célèbres étudiants de Bohr qui fréquentent son institut de physique, on peut citer Werner Heisenberg qui devient responsable d'un projet de bombe atomique allemande durant la Seconde Guerre mondiale et Wolfgang Puli. En octobre 1927, il rencontre pour la première fois Albert Einstein au cours du Cinquième Congrès Solvay. Lors d'un débat, Neil Bohr s'est disputé avec Albert Einstein à propos de la réalité de la mécanique quantique. À un moment donné, Einstein excédait Jeta à Neil Bohr. « Dieu ne joue pas aux dés », c'est à quoi Bohr répondit. Qui êtes-vous Einstein pour dire à Dieu ce qu'il doit faire ? Cet échange est devenu célèbre par la suite. À la fin des années 1930, ses recherches s'orientent vers le noyau atomique pour lequel il propose le modèle dit de la goutte, où l'ensemble des particules constitues de ces derniers restent fortement liées, ne permettant des interactions globales avec l'extérieur. En 1939, Bohr a proposé un modèle pour expliquer la fission nucléaire, qui est le processus par lequel un noyau atomique lourd se divise en deux ou plusieurs noyaux plus légers. Il a proposé que la fission se produirait lorsqu'un neutron se heurte à un noyau, créant ainsi deux ou plusieurs noyaux plus petits et libérant de l'énergie. Ce modèle a été crucial pour la compréhension de la fission nucléaire et a aidé à développer la bombe atomique. La contribution de Neil Bohr à la physique nucléaire a été importante, car il a été l'un des premiers à comprendre les propriétés des noyaux atomiques et a décrit les forces qui les maintiennent ensemble. Il a été un précurseur de la compréhension de la fission nucléaire et de l'utilisation de la fission comme source d'énergie. En 1943, Bohr s'échappe du Danemark sous occupation allemande, où il est menacé à raison de ses origines juives. Il est conduit clandestinement en Angleterre. Il intègre alors Tube Alloys. Le programme atomique britannique s'est créé. Il ne restera que deux mois avant de rejoindre le laboratoire national de Las Alamos dans le cadre du projet Manhattan. Il apporte quelques contributions techniques pour la réalisation de la bombe atomique. Mais il fut aussi celui qui exhorte les scientifiques, notamment Oppenheimer, à penser aux implications à long terme de la bombe. Après la guerre, il rentre à Copenhague et milite pour une utilisation pacifique de l'énergie nucléaire. Il participe également à la formation du centre européen pour la recherche nucléaire, le CERN. Et son institut de Copenhague héberge sa section théorique dans un premier temps. Il meurt à Copenhague le 18 novembre 1962. L'élément Borium a été nommé en son honneur. Une de ses citations « Le contraire d'une vérité banale, c'est une erreur stupide. Le contraire d'une vérité profonde, c'est une autre vérité profonde. »