NİELS BOHR

Kopenhag’da gör­kemli bir konakta dünyaya geldi. Babası üniversitede fizyoloji profesörüydü. Ni­els çocukluk yıllarında “hımbıl” görünümüyle hiç de parlak bir gelecek vaat etmiyordu. İleride seçkin bir matematikçi olan kardeşi Harald da pek farklı değildi. İki kardeşin en çok hoşlandıkları şey anneleriyle tramvaya binip kenti dolaşmaktı. Bir keresinde, boş tram­vayda anne can sıkıntısını gidermek için olmalı çocuklara masal söyler. Anlamsız bakışları, sarkık yanakları ve açık ağızla­rıyla duran iki oğlanı uzaktan izleyen bir yolcu, “Zavallı kadın, bu iki şapşala bir şey anlattığını sanıyor!” demekten kendi­ni alamaz. Niels Bohr’un bir çocukluk anı­sı bu. Oysa Niels’in okul yılları son derece parlak geçer. Babasının entelektüel ilgi alanı genişti: Biri felsefeci, biri dilci ve bi­ri fizikçi üç arkadaşıyla her Cuma akşamı bir araya gelir, düşün dünyasında olup bi­tenleri tartışırlardı. İki oğlan da bir köşede oturup uzun süren tartışmaları sessizce iz­lerlerdi. Özellikle Niels’in spekülatif dü­şünceye yakın bir ilgisi vardı. Nitekim üniversitede fiziğin yanı sıra ilginç buldu­ğu felsefe derslerini de kaçırmazdı.

Niels Bohr 1911’de doktora çalışmasını tamamlar tamamlamaz J.J. Thomson’la çalışmak üzere Cambridge Cavendish Laboratuvarı’na koşar. Ancak genç bilim adamı burada umduğunu bulamaz. Her şeyden önce, İngilizce bilgi­si yetersizdi, çevresiyle verimli iletişim kuramıyordu. Sonradan, daha önce Rutherford’un olağanüstü yeteneğini farketmiş olan Thomson, nedense Danimarkalı gence sıradan biri gözüyle bakıyordu. Tar­tışmalı bir toplantıda Bohr’un ileri sürdü­ğü bir çözümü Thomson irdelemeksizin yanlış diye geri çevirir ama daha sonra aynı düşünceyi kendisi dile getirir. Bu olayı içine sindiremeyen Bohr yeni bir arayış içine girer. Bu sırada bilim dünyasının parlayan yıldızı Rutherford’dur. Verdiği bir konferansında Rutherford’un coşkusu ve atılım gücüyle büyülenen Bohr, Cavendish’i bırakır, Manchester’de onun ekibine katılır. Rutherford deneyciydi, Bohr ise kuramsal araştırmaya yönelikti. Ama iki bilim adamı arasında başlayan iliş­ki ömür boyu süren dostluğa dönüşür. Öy­le ki Bohr oğluna hocanın ilk adı “Ernest”i verir. Oysa bursunun tükenmesi nedeniyle Manchester’da yalnızca altı ay kalabilmişti.

Bohr’un bilimde ilgi odağı atom çekir­değine ilişkin deney sonuçları değil, ku­ramsal bir sorundu. Bir elektrik birimi olan elektronun atom kapsamındaki dav­ranışının bilinen fizik yasalarına ters düş­mesinin nedeni ne olabilirdi? Normal ola­rak pozitif yüklü çekirdeğin çevresinde dönen negatif yüklü elektronun, devinim sürecinde, elektromanyetik radyasyon sa­larak enerji yitirmesi ve çekirdeğe gömül­mesi, atomun çökmesi gerekirdi. Max Planck’ın kara cisim radyasyon katastrofuna benzer bir katastrof! Planck karşılaştığı sorunu E = hf denklemiyle açıklamıştı. Bu sorun da belki kuantum kavramına başvurularak açıklanabilirdi. Hiç değilse Niels Bohr böyle düşünmekteydi. Sorun spektrum analizi ya da spektroskopi denen konu kapsamındaydı. Bohr “çizgi spektrası’na ilişkin bir formülden neden­se habersizdi. Bohr formülü bir meslektaşının yardımıyla sonunda öğrenir. Okul ders kitaplarına bile geçen formülün Bohr’un gözünden kaçmış olması ilginç­tir. Bir aritmetik oyununu andıran işlemi 1885’de Balmer adında İsviçreli bir lise öğretmeni bulmuştu. Buna göre örneğin, hidrojen spektrumundaki kırmızı çizginin frekansını saptamak için 3’ün karesi alı­nır. 1 bu sayıya bölünür, çıkan bölüm 32.903.640.000.000.000 sayısıyla çarpılır. Yeşil çizginin frekansı için işleme  4. mor çizginin frekansı için 5’le başlanır. Bal­mer, formülünü ortaya koyduğunda hidro­jen spektrumunda yalnızca üç çizgi bilini­yordu. Sonra bulunan çizgiler için işleme 6,7,8 … sayılarıyla başlanır.

Bohr 1912’de Kopenhag’a döndüğün­de çözüm aradığı problemi birlikte getir­mişti. Atomun yapısını açıklamaya çalışan Bohr için Balmer formülü niçin önemliydi? Yanıt basittir: Bohr, Planck sabiti h’yi kul­lanarak bu formülle enerji kuvantalarından oluşan spektrumu açıklayabileceğini gör­müştü. Başka bir deyişle, formülün sağla­dığı ipucuyla atomların normalde neden enerji salmadığı, elektronların neden hız kaybedip çekirdeğe gömülmediği açıklık kazanmak­taydı. Bohr’un o zaman bilinen fizikle bağdaşmaz görünen görü­şü başlıca dört nokta içeriyordu:

1. Elektron, olası tüm yörünge­lerde değil, yalnız enerjisi Planck sabitiyle bir tam sayının çarpımına orantılı olan yörünge­lerde devinir.
2. Elektron, ener­ji değişimiyle kuantum yörün­gelerinin birinden öbürüne geçe­bilir; ancak çekirdeğe en içteki yörüngeden daha fazla yaklaşamaz.
3. Bir kuantum yörünge­de devinen elektron bir iç yörün­geye düşmedikçe radyasyon salmaz. Bu düşüş belli bir miktarda ışık enerjisi üretmekle kalır. Üretilen enerjinin frekansı iki yörünge arasındaki enerji farkı­nın planck sabitine bölünmesine eşittir.

4. Bir elektronun taşıyabileceği enerjiler sınırlıdır ve bu kesintili enerjiler atomun kesintili çizgi spektrumunda yansır.

Atom yapısının anahtarını, salınan ışı­ğın spektrumunda arayan bu görüşün, bir­takım gözlemlere açıklık getirmekle bir­likte, doğruluğu kuşku konusuydu. Bir kez aynı gözlemler başka hipotezlerle de açıklanabilirdi. Sonra, elektronların Bohr’un öngördüğü biçimde davrandığını gösteren somut kanıtlar da ortada yoktu henüz. Kaldı ki kuantum yörüngeleri düşüncesi olgusal dayanaktan yoksundu, Bohr’un hipotezi öncelikle hidrojen spektrumunu açıklamaya yönelikti. Gerçi olgusal olarak henüz yoklanmamıştı ama hipotezin Balmer formülünde yer alan sa­yının anlamını belirginleştirmesi, geçerliği açısından önemli bir avantaj sağlamaktay­dı. Ayrıca Bohr’un değişik kuantum yö­rüngelerinin enerjilerini veren formülü, önerdiği atom kuramına istenen belirginli­ği kazandırır.

Bohr oluşturduğu atomun kuantum ku­ramını yayımlamadan önce Rutherford’un incelemesine sunmuştu. Rutherford her şeyde basitliği arayan titiz bir kişiydi. Bohr’un yazısı karmaşık, uzun ve gereksiz yinelemelerle doluydu. Rutherford düzel­tilmesini gerekli gördüğü noktalara değindikten sonra. “Çalışman gerçekten ilginç; kuramının atoma ilişkin pek çok proble­me çözüm getirici nitelikte olduğunu söy­leyebilirim”, diyerek genç bilim adamını yüreklendirmişti.

Bohr’un kuramı 1913’de İngiltere’de yayımlanır. Ne var ki bilim adamlarının bir bölümünün tepkisi olumsuzdur: onlara göre, ortaya konan, bir kuram olmaktan çok rakamlarla oluşturulan bir düzenle­meydi. Oysa başta Einstein olmak üzere kimi bilim adamları, çalışmanın büyük bir buluş olduğunu fark etmişlerdi. Kuramın, spektroskopi biliminin atomik temelini kurduğu çok geçmeden anlaşılır. Bir yan­dan da kuramı doğrulayan deneysel kanıt­lar birikmeye başlar.

Kopenhag Teorik Fizik Enstitüsü başkanlığına getirilen Bohr 1922’de Nobel Ödülü’nü alır. Artık kısaca “Bohr Enstitü­sü” diye anılmaya başlayan Enstitü ‘ye dünyanın pek çok ülkesinden genç fizik­çilerin akını başlar. Bunlar ara­sında Heisenberg, Paulii Gamov, Landau gibi sonradan ün kazanan genç araştırmacılar da vardı. Kısa sürede dünyanın en canlı bilim merkezine dönüşen Enstitü bir grup üstün yetenekli genç için bulunmaz bir eğitim ortamı olmuştu.

Bohr hem bilgin kişiliği, hem insancıl davranışlarıyla bü­yük hayaller peşinde koşan bu gençlere yetkin bir örnek, esin kaynağı bir öncüydü. Bohr çalışma yaşamında sergile­diği istenç gücünün yanı sıra ne­şe ve mizahıyla gönülleri fethet­mesini biliyordu. Bir keresinde tanıştıkları bir teori üzerindeki sözlerini şöyle bağlamıştı: “Bu teorinin çılgınca bir şey olduğu­nu biliyoruz ama ayrıldığımız nokta, teorinin, doğru olacak kadar çılgınca olup olmadığı­dır.”

Danimarka baş tacı ettiği bu insanla ne denli övünse yeridir.