13 Ağustos 2019 Salı

Aage Niels Bohr Kimdir?

aage niels bohr Kimdir?
Doğum tarihi: 19 Haziran 1922 - Ölüm tarihi: 8 Eylül 2009

Aage Niels Bohr, 1975 yılında atom çekirdeğinin yapısını detaylandıran çalışmaları için Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü.

Hayatın Erken Dönemi ve Eğitim

Aage Niels Bohr, 19 Haziran 1922'de Danimarka'nın başkenti Kopenhag'da doğdu.

Aage doğduğunda aynı yıl, babası Niels Bohr, atomların yapısını ve yaydığı radyasyonu anlattığı için Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü.

Aage'in annesi Margrethe Nørlund altı çocuğu doğurdu; hepsi erkek ve Aage dördüncü oldu. Margrethe iyi eğitilmişti; Niels Bohr'a evraklarında yardımcı oldu ve bilimsel araştırmalarını onunla detaylı olarak tartıştı.

Aage Bohr'un eğitimi hem gelenekseldi hem de bilimsel açıdan olağanüstü bir şekilde ayrıcalıklıydı. Kopenhag'daki lise çağındaki diğer pek çok öğrenci gibi, gramer okuluna; Sortedam Spor Salonu'na gitti. Diğer öğrencilerden farklı olarak, tabii ki babası da dahil olmak üzere dünyanın en seçkin fizikçilerinden bazılarıyla sohbet etti.

Daha sonraki yaşamda Aage, Kopenhag'da babasıyla birlikte çalışan bilim devlerinin bir kısmını hatırladı; Onlarla o kadar düzenli olarak karşılaştı ki, amcaları oldu; Werner Heisenberg (1932'de Fizik Nobel Ödülü) Amca ve Wolfgang Pauli (1945'te Nobel Fizik Ödülü) Amca dahil olmak üzere.

2. Dünya Savaşı

Nisan 1940'ta, Aage 17 yaşındayken, Danimarka, Nazi Almanyası'nın silahlı kuvvetleri tarafından işgal edildi.

Bu Bohr ailesi için endişe verici bir zamandı. Aage'in annesi ve babası hem Hıristiyanları vaftiz etti, hem de Aage'nin büyükannesi (Niels Bohr'un annesi) Yahudiydi ve bu bağlantı Nazilerin başını belaya sokabileceği anlamına geliyordu.

Bununla birlikte, ilk başta, hiçbir problem yoktu ve 18 yaşında, Kopenhag Üniversitesi'ne fizik diploması almak isteyen Aage kaydoldu. Ayrıca babasının araştırmasına girdi giderek artan bir şekilde, babasına bilimsel bir asistan oldu.

Eylül 1943’te Naziler, Danimarka’nın Yahudilerini toplama kamplarına sürmeye karar verdi.

Bohr ailesi, Danimarka'yı İsveç'ten ayıran kısa su şeridi boyunca balıkçı teknelerinde kaçtı. İsveç resmen tarafsızdı ve Naziler tarafından işgal edilmemişti. Danimarka'nın 7000 Yahudi'sinin neredeyse tamamı 1943'te denizden İsveç'e kaçtı.

Bir hafta arayla Ekim 1943'te Niels ve Aage Bohr, Nazi işgali altındaki Norveç üzerinden İngiltere'den Birleşik Krallık'a uçtu. İsveç'e onları toplamak için gelen İngiliz savaş uçaklarında uçtular. Margrethe Bohr savaşın sonuna kadar kaldığı İsveç'te kalmaya karar verdi.

Birleşik Krallık'ta güvenli bir şekilde, baba ve oğul, James Chadwick başkanlığındaki atom bombası projesinde çalışan İngiliz Hükümeti için bilimsel araştırmalara başladı.

1944'te baba ve oğul, Manhattan'ın yanı sıra Amerika Birleşik Devletleri ve Londra'da da önemli miktarda zaman harcadılar. Amerika'daki varlıklarını gizli tutmak için “Nicholas Baker” ve “James Baker” isimleri altında yolculuk ettiler.

Kopenhag - ABD - Kopenhag

Savaş sona erdiğinde, Bohr ailesi Ağustos 1945'te Kopenhag'da tekrar bir araya geldi.

1946'da Aage Bohr yüksek lisans derecesini fizik dalında tamamladı ve burada yüklü parçacıkların madde ile etkileşimini değerlendirdi. Daha sonra Kopenhag Üniversitesi Teorik Fizik Enstitüsü'nde araştırma çalışmaları yaptı. (Şuanki ismi Niels Bohr Enstitüsü.)

1948'de Amerika Birleşik Devletleri'nde Princeton'da bulunan İleri Araştırmalar Enstitüsü'ne taşındı ve burada atom çekirdeğinin davranışını manyetik bir alanda modellemeye çalıştı ve Columbia Üniversitesinde çok fazla zaman harcadı.

Amerika'da iken, Mart 1950'de Marietta Soffer ile evlendi, 1950 sonunda Kopenhag'a döndü. Doktora derecesini aldı. 1954 yılında Aage Bohr, Kopenhag'da emekli olana kadar çalıştı, 1962'de Niels Bohr Enstitüsünün müdürü oldu. Araştırma çalışmalarına ayırdığı zamanı ayırmak için 1967'de yönetici olarak istifa etti ve 1981'de emekli oldu.

Aage Niels Bohr Bilimsel Çalışması

Babası gibi, Aage Bohr da atomun yapısından etkilendi. Özellikle atom çekirdeği; yoğun bir şekilde ilgilenen her atomun kalbinde bulunan bu küçük, yoğun paketlenmiş, pozitif yüklü kütle.

Çekirdek neye benziyordu; herhangi bir yapısal detay var mıydı ve eğer öyleyse, neydi?

Bir Damla Sıvı Olarak Çekirdek

1930'ların sonunda Niels Bohr ve John Archibald Wheeler tarafından en çok geliştirilen fikirlerden biri, sıvı bırakma modeliydi. Sıvı damla modeli, çekirdeği yüzey gerilimi ile bir arada tutulan sıkıştırılamaz sıvının dönen bir damlası olarak resmediyordu.

Sıvı damlası, temel küresel şeklinden deforme olabilir ve iki yeni damla oluşturmak için büyük bir sıvı damlası ayrılabilir. Benzer şekilde, büyük bir atom çekirdeği, uranyum gibi, iki yeni atom çekirdeği oluşturmak için parçalanabilir; bu, hem uranyum atom bombasının hem de uranyum santralinin arkasındaki enerji kaynağı olan nükleer fisyondur.

Küçük atom çekirdeği, yüzey gerilimi ile bir arada tutulan bir sıvı damlası olarak modellenmiştir. Tıpkı bir sıvı gibi, damlanın şekli küreseldi, ancak bu şekilden deforme olabilir.
Küçük atom çekirdeği, yüzey gerilimi ile bir arada tutulan bir sıvı damlası olarak modellenmiştir. Tıpkı bir sıvı gibi, damlanın şekli küreseldi, ancak bu şekilden deforme olabilir.

Sıvı damla modeli, uranyum gibi ağır çekirdeklerin özelliklerini açıklamada en büyük başarısını elde etti.

Bununla birlikte, 1950'de, sıvı damlası modeli çekirdeğin yeni kabuk modeli tarafından kenara itme tehlikesiyle karşı karşıya kaldı.

Enerji Kabuklu Çekirdek

Elektronların çekirdeğin dışında farklı enerjilerin kabukları olduğu söylenir, çekirdeğin kabuk modeli protonların ve nötronların çekirdeğin içinde farklı enerji kabukları bulunduğunu söyler.

Farklı enerji seviyelerini gösteren atom çekirdeğinin kabuk modeli.

1950'de, çoğu fizikçi kabuk modelinin sıvı-damla modelinden daha umut verici görünmesine karar vermişti.

Özellikle, kabuk modeli, sihirli sayılarla proton + nötron denilen atom çekirdeğinin neden özellikle kararlı olduğunu açıkladı. Bu, tam elektron kabuğuna sahip atomların, örneğin en dış kabuğundaki 2 veya 8 elektronun asil gazların reaktif olmayan davranışlarına yol açan, özellikle kararlı olduğu lise kimyasında öğretilen konsepte benzer.

Atom çekirdeği durumunda, 2, 8, 20, 28, 50, 82 ve 126 proton + nötronların sihirli sayıları özellikle kararlı çekirdeklere neden olur.

Kabuk modeli, daha hafif çekirdeklerin ve sihirli sayı çekirdeğinin özelliklerini açıklamada özellikle başarılıydı, ancak uranyum gibi ağır çekirdeklerde daha az başarılıydı.

Birleşme

Aslında, sıvı damlası ve kabuk modelinin her ikisinin de tam hikaye olamayacağına işaret eden avantaj ve dezavantajları vardır.

1949'da, bir Columbia Üniversitesi fizikçisi olan James Rainwater, sıvı damlası ve kabuk modellerinin en iyi yönlerini tek bir çekirdek modelinde birleştirmeye karar verdi. Rainwater, Columbia'daki bir ofisi Bohr'la paylaştı ve fikirlerini ona açıkladı. Bohr büyülendi ve Rainwater'ın atom çekirdeğinin davranışını ve yapısını açıklayan fikirlerini gördü.

Bohr, birleşik modeli daha da ilerlemeye kararlı olarak Kopenhag'a döndü. Orada doktorasını tamamlayan Ben Mottelson ile çalıştı. Harvard Üniversitesi’nde ve şimdi Harvard Seyahat Bursu’nda Kopenhag’daydı.

Bohr ve Mottelson birlikte, birleşik bir modelin farklı atom çekirdeğinden çok sayıda deneysel gözlemi nasıl açıklayabildiğini karmaşık ayrıntılarla ele aldılar. 1953'te birleşik modellerini açıklayan 173 sayfalık bir rapor yayınladılar ve 1954'te Bohr Atom Çekirdeğinin Dönme Durumlarını yayınladılar. Önemli olarak, çekirdeğin nasıl davranacağı hakkında yaptıkları tahminler deneylerde doğrulandı.

Temel bulgularından biri, çekirdeklerin davranışının bir kısmının, rotasyondan kaynaklanan farklı enerji miktarlarına sahip çekirdekler tarafından açıklanabilmesiydi. Ayrıca, çekirdekler sert cisimler olarak dönmez, bunun yerine, bir yüzey dalgası çekirdeğin etrafında hareket eder. Ayrıca çekirdeğin titreştiğini ve ortalama bir değer etrafında şeklini değiştirdiğini buldular.

İlk başta Bohr babasını sıvı damlası modelinin düşmesi gerektiğine ikna etmekte zorlandı (sonuçta Niels Bohr, sıvı damlası modelinin ana mimarlarından biriydi) ama sonunda babasını kazandı.

Birleşmiş model (genellikle kolektif model olarak adlandırılı) bazen her bir arının bir nötron veya proton olduğu ve sürünün de çekirdek olduğu bir arı sürüsüne benzetilir. Sürü, içindeki her arı bağımsız olarak kendi bireysel enerjisiyle hareket etmesine rağmen, tek bir varlık olarak hareket eder. Bohr-Mottelson modelinde, sürünün dışı döner ve içe ve dışa doğru sallanır.

Her nötron veya proton, çekirdek içinde kendi yörünge enerjisine sahiptir. Bu yörüngeler bazen çekirdeği deforme edebilir, böylece artık tamamen küresel değildir. Örneğin, daha ağır atomların çekirdeği bir oblate sferoid (disk şekilli) veya prolate sferoid (futbol şekilli) olabilir.

Bir oblate ve bir prolife sferoid. Bu site tarafından değiştirilen AugPi'ye ait görüntüler.

Elbette, atom çekirdeğinin hidrojen için 1.7 x 10-15 m arasında ve uranyum için yaklaşık 15 x 10-15 m arasında bir çapa sahip olduğunu hatırlamamız gerekir.

Bohr ve diğerlerinin bu kadar küçük nesneleri matematiksel olarak modelleyebilmeleri, ince yapısal detaylar üretebilmeleri ve deneysel verilerle uyum içinde davranışlarını tahmin edebilmeleri dikkat çekicidir.

1975'te Aage Bohr, Ben Mottelson ve James Rainwater, çekirdekli modelleriyle Nobel Fizik Ödülü'nü paylaştı. Ödül komitesi'nin sözleriyle ödül şuydu:

“Atom çekirdeğinde kolektif hareket ile parçacık hareketi arasındaki bağlantının keşfedilmesi ve bu bağlantıya dayanarak atom çekirdeğinin yapısı teorisinin geliştirilmesi.”

Fizikçiler üçlüsü tarafından atılan dev adımlara rağmen, bugün bile, atom çekirdeğinin yapısal detayları hala tam olarak çözülmedi.

Son

Aage Bohr 8 Eylül 2009'da 87 yaşında öldü. Kopenhag, Mariebjerg Mezarlığı'na gömüldü. İlk karısı Marietta, 1978'de öldü.

Bohr, 1981 yılında evlendiği ikinci eşi Bente Meyer Scharff ve evliliğinden Marietta'ya kadar iki oğlu ve bir kızı tarafından hayatta kaldı. Oğullarından biri olan Tomas, Danimarka Teknik Üniversitesi'nde Fizik Profesörü oldu.

Kaynak