Ťukání na dveře nepřestává. Rozespalý vědec vstává. „Nechci vás vyrušovat, ale…“ vyřkne Niels Bohr. Každý v Institutu ví, co tyhle slova znamenají. „Pán domácí“ si chce promluvit o vědeckém problému. A rozhovor zajisté neskončí dřív, než v brzkých ranních hodinách..

Profesor překvapeně koukal na otevřenou knihu. Nevěřil vlastním uším. Mladý Dán svou lámavou angličtinou poukazoval na chyby v jeho publikaci. Nadšený Niels Bohr (1885–1962) se naivně domníval, že tím na věhlasného profesora Josepha J. Thompsona (1856–1940) zapůsobí.

A i když Niels bratrovi po setkání napsal: „…mluvili jsme o spoustě věcí a snad si myslel, že na tom, co jsem řekl, něco je. Slíbil mi, že si přečte moji dizertaci…“ nebyla nejspíš situace až tak růžová, jak vylíčil a na jeho dizertaci v Thompsonově kanceláři nanejvýš sedal prach.

Již po pár měsících tak přijal Bohr jinou nabídku. Opustil Cambridge a odjel na stáž do Manchesteru k Novozélanďanovi Ernestu Ruherfordovi (1871–1937), který jen nedávno světu představil planetární model atomu.

3, 2, 1 zhroucení?

Rutherfordův model umísťuje doprostřed atomu malé, husté, kladně nabité jádro, kolem kterého obíhají záporně nabité elektrony, podobně jako kolem Slunce obíhají planety. Jeho planetární model představoval obří krok k popsání skutečné struktury atomu.

Záhy se ale objevil podstatný háček! Rotující elektrony, jako nabité částice, by měli podle zákonu klasické elektrodynamiky vyzařovat část své energie. Ztráta energie pak způsobuje jejich postupné přibližování se k jádru, až do momentu, kdy se do jádra zhroutí.

Atomy by tak museli být podle Rutherfordova modelu ve své podstatě nestabilní, což jak dokazují mnohé experimenty, není pravda. Odhodlaný Bohr si umínil, že problému přijde na kloub a odstraní jej.

Krůček po krůčku

„Pokud elektron může zaujímat libovolnou oběžnou dráhu kolem jádra, je jeho spirálovitý pád do centra systému nevyhnutelný,“ usoudil Bohr, a tak se jednoduše rozhodl, že mu to je nutno zakázat. Elektronům umožnil obíhat kolem jádra jen po přesně daných kruhových dráhách.

To byl však jen první krůček. Ten další zahrnoval využití kvantových myšlenek Maxe Plancka (1858–1947). Díky tomu mohl Bohr představit model atomu, ve kterém se elektrony pohybují kolem jádra v oběžných dráhách a získávat nebo ztrácet energii můžou pouze přesunem z jedné dráhy na druhou.

Poslední tečku do skládačky přidal téměř 30 let starý Balmer-Rydbergův vztah pro porozumění čárových spekter. „Jakmile jsem spatřil Balmerovu rovnici, celá záležitost mi byla ihned jasná,“ poznamenal Bohr.

Obraz atomové struktury byl hotov. A i když dnes už víme, že i Borhův model má své mouchy, neplatí třeba na složitější atomy, v roce 1913 vyvolal u mnohých vlnu nadšení….

Náhled na pravdu

Po zveřejnění poslední části Bohrovi slavné trilogie O konstituci atomů a molekul, kterou publikoval prestižní Philosophical Magazine, se jeho kariéra vyšvihla. V nejbližších letech se stal docentem v Kodani, lektorem v Manchesteru, a nakonec získal v roce 1916 v Kodani i profesuru.

Uznání přicházelo také od kolegů. Třeba matematický fyzik Carl W. Oseen (1879–1944) Bohrovi s poklonou napsal: „V tomto bodě jsi zašel za rámec hypotéz a teorií, tak daleko, jak jen člověk může nahlédnout, až do oblasti pravdy samé.

Výše nemůže žádný teoretik dosáhnout.“ A slepá vůči Bohrovu počínání nakonec nezůstala ani komise udělující Nobelovy ceny. Niels Bohr ji získal v roce 1922, a to za fyziku za výzkum struktury atomů a jimi vydávaného záření. To už měl ale rozběhnutý jiný projekt.

Kodaňská škola

Získat finanční prostředky nebylo snadné, ale Bohr to s podporou vlády, soukromých dárců i první dánské komerční nadace Carlsberg (založená v roce 1876 pivovarníkem J. C. Jacobsem), úspěšně zvládl. Významní fyzikové si v Univerzitním institutu pro teoretickou fyziku (dnes Institut Nielse Bohra) slavnostně otevřeném v roce 1921, podávali kliku.

Právě osobnost Nielse Bohra, který byl kolegy honorován jako dobrota sama, génius či dokonce polobůh, lákala do tzv. Kodaňské školy vědce a studenty ze všech koutů světa. Z Kodaně se postupně stalo centrum rodící se kvantové fyziky, a tak, když v roce 1923 hrozilo, že Bohr sbalí kufry a přijme lukrativní místo v Londýně, rozhodla se nadace Carlsberg, jejímž účelem je podpora vědy, spolu s dánskou vládou konat.

Nic než věda

Na mezinárodním fyzikálním kongresu v italském Como v roce 1927 představil Bohr princip komplementarity, který tvrdí, že objekty mají určité dvojice komplementárních vlastností, které je nemožno pozorovat a měřit najednou – třeba polohu a hybnost.

V 30. letech přesedlal od kvant k jádru. Zavedl model složeného jádra a v roce 1936 na základě nových objevů rozvinul kapkový model jádra atomu. Velkým tématem se stalo i štěpení uranu. Bohr dospěl k závěru, že je za něj zodpovědný izotop uranu 235….

To vše a ještě víc mu bylo umožněno dosáhnout díky pozici „svobodného vědce“, která byla pro Bohra dánskou vládou vytvořena. Osvobodila jej od vyučovacích povinností a dopřála mu všechen prostor pro vědu.

Podpora od pivovarníků

Carlsbergova nadace se zas postarala, aby vědci skutečně nic nescházelo. K platu mu po celou dobu poskytovala značný příspěvek a v roce 1931 zprostředkovala bydlení v čestné rezidenci sídlící vedle pivovaru.

A povídá se, že bonusem mělo být i pivní potrubí vedoucí přímo do domu…Tento mýtus ale na pravou míru uvádí historik a ředitel Archivu Nielse Bohra Christian Joas: „Ve 30. letech by pivo, které prošlo přes potrubí desítky metrů, mělo zajisté špatnou chuť, a můžeme s jistotou říct, že výčep neexistoval.“.

Historik ale jedním dechem dodává, že pivo měl fyzik přeci jen až do smrti zcela zadarmo. Není divu, že se Bohr díky všem výhodám rozhodl v Dánsku zůstat. I když, člověk míní, válka mění.

Filmové drama

V malém rybářském člunu šťastně doplul do neutrálního Švédska. Zde ale jeho cesta ani zdaleka nekončila. Čekalo na něj vojenské letadlo. Bohr ulehl na místo, kde obvykle ležely bomby. Řídký vzduch způsobil, že do Skotska docestoval v bezvědomí.

Dramatický útěk před nacisty zakončil až v Los Alamos, kde se přidal k vývoji atomové zbraně. Slovy J. R. Oppenheimera (1904–1967), „otce atomové bomby“, bylo ale jeho nejdůležitějším úkolem sloužit „jako vědecký otec a zpovědník mladších mužů“.

Téma jaderných zbraní pro Bohra nebylo uzavřeno ani po válce. Přidal se k odpůrcům jejich ničivé síly a jako první si přebral ocenění Atoms for Peace.

Autor: Juliana Sedláková