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Niels Henrik David Bohr (; dänisch: [ˈne̝ls ˈpoɐ̯ˀ]; 7. Oktober 1885 – 18. November 1962) war ein dänischer theoretischer Physiker, der grundlegende Beiträge…

Niels Henrik David Bohr (; dänisch: [ˈne̝ls ˈpoɐ̯ˀ]; 7. Oktober 1885 – 18. November 1962) war ein dänischer theoretischer Physiker, dessen wegweisende Beiträge das Verständnis der Atomstruktur und der Quantentheorie voranbrachten, eine Leistung, für die er 1922 den Nobelpreis für Physik erhielt. Er war auch ein Philosoph und Befürworter der wissenschaftlichen Forschung.

Niels Henrik David Bohr (; dänisch: [ˈne̝lsˈpoɐ̯ˀ]; 7. Oktober 1885 – 18. November 1962) war ein dänischer theoretischer Physiker, der grundlegende Beiträge zum Verständnis der Atomstruktur und der Quantentheorie leistete, wofür er den Nobelpreis für Physik erhielt im Jahr 1922. Er war auch Philosoph und Förderer der wissenschaftlichen Forschung.

Bohr formulierte das nach ihm benannte Atommodell und ging davon aus, dass die Energieniveaus von Elektronen diskret sind und dass Elektronen den Atomkern in stabilen Konfigurationen umkreisen, jedoch in der Lage sind, zwischen diesen unterschiedlichen Energieniveaus zu wechseln. Obwohl spätere Modelle das Bohr-Modell abgelöst haben, behalten seine Grundprinzipien ihre Gültigkeit. Er führte auch das Komplementaritätsprinzip ein, das darauf hindeutet, dass Phänomene anhand scheinbar widersprüchlicher Eigenschaften analysiert werden können, beispielsweise indem sie sowohl wellenartiges als auch teilchenartiges Verhalten zeigen. Dieses Konzept der Komplementarität hat Bohrs intellektuelles Konzept sowohl in wissenschaftlichen als auch in philosophischen Bereichen tiefgreifend beeinflusst.

Im Jahr 1920 gründete Bohr das Institut für Theoretische Physik an der Universität Kopenhagen, das heute als Niels-Bohr-Institut anerkannt ist. Er war Mentor und beteiligte sich an der Zusammenarbeit mit namhaften Physikern wie Hans Kramers, Oskar Klein, George de Hevesy und Werner Heisenberg. Bohr hat die Eigenschaften eines neuartigen zirkoniumähnlichen Elements genau vorhergesagt, das später Hafnium genannt wurde, eine Bezeichnung, die vom lateinischen Namen für Kopenhagen, dem Ort seiner Entdeckung, abgeleitet ist. Anschließend wurde ihm zu Ehren das synthetische Element Bohrium benannt, was seine bahnbrechende Forschung zur Atomstruktur würdigte.

In den 1930er Jahren leistete Bohr Hilfe für Flüchtlinge, die vor dem Nationalsozialismus flohen. Nach der deutschen Besetzung Dänemarks traf er sich mit Werner Heisenberg, der damals das deutsche Atomwaffenprogramm leitete. Als Bohr im September 1943 von seiner bevorstehenden Verhaftung durch die deutschen Streitkräfte erfuhr, suchte er Zuflucht in Schweden. Anschließend wurde er per Flugzeug nach Großbritannien transportiert, wo er sich am britischen Atomwaffenprojekt Tube Alloys beteiligte und an der britischen Mission zum Manhattan-Projekt teilnahm. Nach dem Krieg setzte sich Bohr für eine weltweite Zusammenarbeit im Bereich der Kernenergie ein. Er spielte eine Rolle bei der Gründung des CERN und der Forschungseinrichtung Risø, die Teil der dänischen Atomenergiekommission ist, und übernahm 1957 den ersten Vorsitz des Nordischen Instituts für Theoretische Physik. 1999 wurde er als viertbedeutendster Physiker der Geschichte ausgezeichnet.

Frühes Leben und Bildung

Niels Henrik David Bohr wurde am 7. Oktober 1885 in Kopenhagen, Dänemark, geboren. Er war das zweite von drei Kindern von Christian Bohr, Professor für Physiologie an der Universität Kopenhagen, und Ellen Adler, Tochter des dänisch-jüdischen Bankiers David Baruch Adler. Zu seinen Geschwistern gehörten eine ältere Schwester, Jenny, und ein jüngerer Bruder, Harald. Jenny verfolgte eine Karriere als Lehrerin, während Harald sich als Mathematiker und Fußballspieler hervortat und die dänische Nationalmannschaft bei den Olympischen Sommerspielen 1908 in London vertrat. Niels teilte auch eine starke Leidenschaft für Fußball und beide Brüder nahmen an zahlreichen Spielen für den in Kopenhagen ansässigen Akademisk Boldklub (Akademischer Fußballverein) teil, wobei Niels als Torwart fungierte.

Bohr begann seine Ausbildung an der Gammelholm Lateinschule im Alter von sieben Jahren. Im Jahr 1903 immatrikulierte er sich als Student an der Universität Kopenhagen. Sein Hauptstudienfach war Physik, das er bei Christian Christiansen absolvierte, der damals der einzige Physikprofessor an der Universität war. Darüber hinaus studierte er Astronomie und Mathematik bei Thorvald Thiele und Philosophie bei Harald Høffding, einem engen Bekannten seines Vaters.

Im Jahr 1905 sponserte die Königlich Dänische Akademie der Wissenschaften und Literatur einen Goldmedaillenwettbewerb zur Erforschung einer Methode zur Messung der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten, einer Technik, die ursprünglich 1879 von Lord Rayleigh vorgeschlagen wurde. Die Methode beinhaltete die Messung der Schwingungsfrequenz des Radius eines Wasserstrahls. Bohr führte eine Reihe von Experimenten im Labor seines Vaters innerhalb der Universität durch, da die Einrichtung selbst über kein eigenes Physiklabor verfügte. Um seine experimentelle Arbeit zu erleichtern, stellte er seine eigenen Glaswaren her, darunter Reagenzgläser mit spezifischen elliptischen Querschnitten. Bohr erweiterte den Umfang der ursprünglichen Aufgabe, indem er Verbesserungen sowohl in Rayleighs theoretischen Rahmen als auch in die experimentelle Methodik integrierte, insbesondere durch die Berücksichtigung der Wasserviskosität und die Verwendung endlicher Amplituden statt nur infinitesimaler. Seine fristgerecht eingereichte Einreichung wurde mit dem Preis ausgezeichnet. Anschließend reichte er eine verfeinerte Version des Artikels bei der Royal Society in London zur Veröffentlichung in den Philosophical Transactions of the Royal Society ein.

Harald Bohr war der erste der beiden Brüder, der einen Master-Abschluss erwarb, und zwar im April 1909 in Mathematik. Niels folgte ihm neun Monate später und schloss seinen Master über die Elektronentheorie von Metallen ab, ein Thema, das ihm sein Vorgesetzter Christiansen zugewiesen hatte. Niels erweiterte diese Masterarbeit anschließend zu seiner wesentlich größeren Doktorarbeit. Seine Forschung umfasste eine gründliche Durchsicht der Literatur und führte ihn dazu, ein ursprünglich von Paul Drude vorgeschlagenes und von Hendrik Lorentz weiterentwickeltes Modell zu übernehmen, das besagte, dass sich Elektronen in einem Metall wie ein Gas verhalten. Während Bohr das Modell von Lorentz erweiterte, hielt er es für unzureichend, um Phänomene wie den Hall-Effekt zu erklären, und kam zu dem Schluss, dass die Elektronentheorie die magnetischen Eigenschaften von Metallen nicht vollständig aufklären könne. Die Dissertation wurde im April 1911 angenommen und Bohr verteidigte sie am 13. Mai erfolgreich. Harald hatte im Jahr zuvor seinen Doktortitel erhalten. Trotz ihres bahnbrechenden Charakters erregte Bohrs These außerhalb Skandinaviens nur minimale Aufmerksamkeit, vor allem weil sie auf Dänisch verfasst war, was damals an der Universität Kopenhagen vorgeschrieben war. Im Jahr 1921 leitete die niederländische Physikerin Hendrika Johanna van Leeuwen unabhängig einen Satz aus Bohrs These ab, der heute als Bohr-Van-Leeuwen-Satz bekannt ist.

Physik

Bohr-Modell

Im September 1911 reiste Niels Bohr, unterstützt durch ein Stipendium der Carlsberg-Stiftung, nach England, einem führenden Zentrum für theoretische Arbeiten zu atomaren und molekularen Strukturen. Er traf J. J. Thomson vom Cavendish Laboratory und Trinity College in Cambridge und besuchte Vorlesungen über Elektromagnetismus von James Jeans und Joseph Larmor. Obwohl Bohr Forschungen zu Kathodenstrahlen durchführte, beeindruckte er Thomson nicht. Größere Erfolge erzielte er bei jüngeren Physikern, insbesondere dem Australier William Lawrence Bragg und dem Neuseeländer Ernest Rutherford, deren Atommodell von 1911 mit einem kleinen zentralen Kern Thomsons Plumpudding-Modell von 1904 in Frage gestellt hatte. Anschließend lud Rutherford Bohr ein, eine Postdoktorandenarbeit an der Victoria University of Manchester zu übernehmen, wo Bohr George de Hevesy und Charles Galton Darwin begegnete, die Bohr bekanntermaßen als „den Enkel des echten Darwin“ beschrieb.

Im Juli 1912 kehrte Bohr zu seiner Hochzeit nach Dänemark zurück und unternahm anschließend eine Hochzeitsreise durch England und Schottland. Nach seiner Rückkehr wurde er zum Privatdozenten an der Universität Kopenhagen ernannt, wo er Vorlesungen über Thermodynamik hielt. Martin Knudsens Nominierung sicherte Bohr eine Dozentenstelle, die im Juli 1913 genehmigt wurde, woraufhin er begann, Medizinstudenten zu unterrichten. In diesem Jahr erschienen seine drei einflussreichen Aufsätze, die später als „die Trilogie“ bezeichnet wurden, im Juli, September und November im Philosophical Magazine. In diesen Veröffentlichungen synthetisierte Bohr Rutherfords Kernstruktur mit der Quantentheorie von Max Planck und begründete damit sein Atommodell.

Obwohl Planetenmodelle von Atomen nichts Neues waren, war Bohrs Ansatz bahnbrechend. Aufbauend auf Darwins Arbeit von 1912, in der die Rolle der Elektronen bei der Wechselwirkung von Alphateilchen mit einem Kern untersucht wurde, schlug Bohr vor, dass Elektronen den Atomkern in quantisierten „stationären Zuständen“ umkreisen, um das Atom zu stabilisieren. In seiner Arbeit von 1921 erläuterte er jedoch, wie die chemischen Eigenschaften von Elementen weitgehend durch die Anzahl der Elektronen in ihren äußeren Umlaufbahnen bestimmt werden. Er führte außerdem das Konzept ein, dass ein Elektron von einer energiereicheren Umlaufbahn in eine niedrigere übergehen und dabei ein diskretes Energiequantum abgeben könnte. Dieses Prinzip wurde zu einem Grundelement dessen, was heute als alte Quantentheorie bekannt ist.

Im Jahr 1885 entwickelte Johann Balmer die Balmer-Reihe, eine Formel zur Beschreibung der sichtbaren Spektrallinien eines Wasserstoffatoms.

§89§ λ = R H ( §3334§ §3637§ §3940§ − §5051§ n §5657§ ) für   n = §7879§ , §8283§ , §8687§ , . . . {\displaystyle {\frac {1}{\lambda }}=R_{\mathrm {H} }\left({\frac {1}{2^{2}}}-{\frac {1}{n^{2}}}\right)\quad {\text{for}}\ n=3,4,5,...}

Hier stellt λ die Wellenlänge des absorbierten oder emittierten Lichts dar und RH bezeichnet die Rydberg-Konstante. Obwohl Balmers Formel durch die Identifizierung weiterer Spektrallinien untermauert wurde, blieb der zugrunde liegende Mechanismus drei Jahrzehnte lang ungeklärt. Anschließend leitete Bohr diese Formel erfolgreich aus seinem Atommodell ab, wie in der ersten Veröffentlichung seiner bahnbrechenden Trilogie beschrieben:

R Z = §1920§ π §2627§ m e Z §4243§ e §5051§ h §5960§ {\displaystyle R_{Z}={2\pi ^{2}m_{e}Z^{2}e^{4} \over h^{3}}}

In dieser Gleichung bezeichnet me die Masse des Elektrons, e stellt seine Ladung dar, h bezeichnet die Planck-Konstante und Z entspricht der Ordnungszahl des Atoms (die für Wasserstoff 1 ist).

Eine Hauptherausforderung für das Modell ergab sich aus der Pickering-Reihe, einem Satz von Spektrallinien, der nicht mit Balmers Formel übereinstimmt. Als Alfred Fowler ihn zu dieser Diskrepanz befragte, postulierte Bohr, dass diese Linien von ionisiertem Helium stammten, insbesondere von Heliumatomen, die ein einzelnes Elektron besaßen. Das Bohr-Modell demonstrierte die Anwendbarkeit auf solche ionischen Spezies. Während zahlreiche etablierte Physiker, darunter Thomson, Rayleigh und Hendrik Lorentz, Vorbehalte gegen die Trilogie äußerten, erkannte eine jüngere Kohorte, bestehend aus Rutherford, David Hilbert, Albert Einstein, Enrico Fermi, Max Born und Arnold Sommerfeld, ihre bahnbrechende Bedeutung. Einstein charakterisierte Bohrs Modell insbesondere als „die höchste Form der Musikalität im Bereich des Denkens“. Die weit verbreitete Akzeptanz der Trilogie beruhte ausschließlich auf ihrer Fähigkeit, Phänomene aufzuklären, die zuvor alternative Modelle durcheinander gebracht hatten, und experimentelle Ergebnisse vorherzusagen, die später empirisch bestätigt wurden. Obwohl das Bohr-Modell des Atoms inzwischen durch fortgeschrittenere Theorien abgelöst wurde, bleibt es das am weitesten verbreitete Atommodell und wird häufig in den Lehrplänen für Physik und Chemie im Sekundarbereich verwendet.

Niels Bohr empfand die Lehre von Medizinstudenten als unerfüllt. Später erkannte er seine Unzulänglichkeit als Dozent an und führte dies auf die Herausforderung zurück, „Klarheit und Wahrheit“ in Einklang zu bringen. Infolgedessen entschied er sich, nach Manchester zurückzukehren und eine von Rutherford angebotene Leserstelle anzunehmen, die nach Ablauf von Darwins Amtszeit frei wurde. Bohr nahm dieses Angebot an. Er erhielt eine Beurlaubung von der Universität Kopenhagen und begann diese mit einem Urlaub in Tirol an der Seite seines Bruders Harald und seiner Tante Hanna Adler. Während dieser Zeit besuchte er die Universität Göttingen und die Ludwig-Maximilians-Universität München, wo er Sommerfeld kennenlernte und Seminare zur Erörterung der Trilogie leitete. Der Ausbruch des Ersten Weltkriegs während ihres Aufenthalts in Tirol erschwerte ihre Rückreise nach Dänemark erheblich und Bohrs anschließende Reise mit Margrethe nach England, wo er im Oktober 1914 ankam. Sie blieben in England bis Juli 1916, zu diesem Zeitpunkt war Bohr auf den eigens geschaffenen Lehrstuhl für Theoretische Physik an der Universität Kopenhagen berufen worden. Gleichzeitig wurde seine Dozentenstelle abgeschafft, die Aufgabe, Medizinstudenten in Physik auszubilden, blieb jedoch bei ihm. Die neuen Professoren wurden offiziell König Christian X. vorgestellt, der angeblich seine Freude darüber zum Ausdruck brachte, einen so renommierten Fußballspieler kennenzulernen.

Institut für Theoretische Physik

Im April 1917 begann Bohr mit der Gründung eines Instituts für Theoretische Physik. Er erhielt Unterstützung von der dänischen Regierung und der Carlsberg-Stiftung, ergänzt durch erhebliche Beiträge von Industrieunternehmen und privaten Wohltätern, von denen viele Juden waren. Im November 1918 wurde ein Gesetz erlassen, das die Gründung des Instituts formalisierte. Das heute als Niels-Bohr-Institut anerkannte Institut nahm am 3. März 1921 unter Bohrs Leitung seinen Betrieb auf. Anschließend zog seine Familie in eine Wohnung im ersten Stock des Gebäudes. In den 1920er und 1930er Jahren entwickelte sich Bohrs Institut zu einem zentralen Knotenpunkt für Forscher, die sich mit der Quantenmechanik und verwandten Disziplinen beschäftigten, und zog viele der bedeutendsten theoretischen Physiker dieser Zeit an. Zu den bemerkenswerten frühen Besuchern gehörten Hans Kramers aus den Niederlanden, Oskar Klein aus Schweden, George de Hevesy aus Ungarn, Wojciech Rubinowicz aus Polen und Svein Rosseland aus Norwegen. Bohr erlangte sowohl als gastfreundlicher Gastgeber als auch als angesehener Kollege große Anerkennung. Bemerkenswert ist, dass Klein und Rosseland die Eröffnungspublikation des Instituts vor seiner offiziellen Eröffnung verfasst haben.

Während das Bohr-Modell Wasserstoff und ionisiertes Einzelelektronen-Helium effektiv beschrieb und Einsteins Bewunderung erregte, erwies es sich als unzureichend für die Erklärung komplexerer Elemente. Im Jahr 1919 begann Bohr, sich von der Vorstellung zu lösen, dass Elektronen den Kern umkreisen, und entwickelte stattdessen heuristische Methoden zu deren Beschreibung. Seltenerdelemente stellten für Chemiker aufgrund ihrer ausgeprägten chemischen Ähnlichkeiten eine einzigartige Herausforderung bei der Klassifizierung dar. Ein bedeutender Fortschritt erfolgte 1924 mit der Formulierung des Pauli-Ausschlussprinzips durch Wolfgang Pauli, das eine solide theoretische Grundlage für Bohrs Modelle lieferte. Anschließend behauptete Bohr, dass das damals noch unentdeckte Element 72 kein Seltenerdelement sei, sondern vielmehr eines mit chemischen Eigenschaften, die denen von Zirkonium ähneln. (Seit 1871 wurden Elemente anhand ihrer chemischen Eigenschaften vorhergesagt und identifiziert.) Bohrs Behauptung wurde umgehend vom französischen Chemiker Georges Urbain bestritten, der behauptete, ein Seltenerdelement 72 entdeckt zu haben, das er „Celtium“ nannte. Am Kopenhagener Institut übernahmen Dirk Coster und George de Hevesy die Aufgabe, Bohrs Vorhersage zu bestätigen und Urbains Behauptung zu widerlegen. Der Beginn eines genauen Verständnisses der chemischen Eigenschaften des unbekannten Elements vereinfachte den Untersuchungsprozess erheblich. Sie untersuchten systematisch Proben aus dem Kopenhagener Museum für Mineralogie auf der Suche nach einem zirkoniumähnlichen Element und lokalisierten es schnell. Das Element, das sie Hafnium nannten (Hafnia ist der lateinische Begriff für Kopenhagen), erwies sich als häufiger vorkommend als Gold.

Das Bohr-Fest (deutsch: Bohrfestspiele) umfasste eine Reihe von sieben Vorträgen, die Bohr zwischen dem 12. und 22. Juni 1922 am Institut für Theoretische Physik in Göttingen hielt. Diese Vorträge bildeten die Wolfskehl-Vorlesungen, die von der Wolfskehl-Stiftung unterstützt wurden. Die Veranstaltung fand in den zwei Wochen vor den Internationalen Händel-Festspielen Göttingen statt und erhielt den Beinamen „Bohr-Festspiele“. Im Jahr 1991 schlug Friedrich Hund vor, dass James Franck diesen Vergleich ins Leben gerufen habe. Während dieser Vorlesungen beschrieb Bohr die aktuellen Fortschritte in der Bohr-Sommerfeld-Theorie und stellte fest, „wie unvollständig und unsicher alles immer noch ist“.

Im Jahr 1922 erhielt Niels Bohr den Nobelpreis für Physik, der insbesondere „für seine Verdienste bei der Erforschung der Struktur von Atomen und der von ihnen ausgehenden Strahlung“ gewürdigt wurde. Mit dieser prestigeträchtigen Auszeichnung wurden sowohl seine bahnbrechende „Trilogie“ von Arbeiten als auch seine grundlegenden Beiträge zum aufstrebenden Gebiet der Quantenmechanik gewürdigt. Während seiner Nobelvorlesung präsentierte Bohr einen umfassenden Überblick über das zeitgenössische Verständnis der Atomstruktur, insbesondere einschließlich des von ihm entwickelten Konzepts des Korrespondenzprinzips. Dieses Prinzip geht davon aus, dass das Verhalten von Systemen, die von der Quantentheorie bestimmt werden, bei der Betrachtung großer Quantenzahlen mit der klassischen Physik übereinstimmt.

Arthur Holly Comptons Entdeckung der Compton-Streuung im Jahr 1923 überzeugte die Mehrheit der Physiker davon, dass Licht aus Photonen besteht und dass sowohl Energie als auch Impuls bei Elektron-Photon-Kollisionen erhalten bleiben. Im folgenden Jahr, 1924, stellten Bohr, Kramers und John C. Slater, ein amerikanischer Physiker des Kopenhagener Instituts, die Bohr-Kramers-Slater-Theorie (BKS) vor. Dieser Rahmen wurde eher als konzeptionelles Programm denn als vollständig entwickelte physikalische Theorie betrachtet, da den zugrunde liegenden Ideen eine quantitative Ausarbeitung fehlte. Die BKS-Theorie stellte den ultimativen Versuch dar, die Wechselwirkung zwischen Materie und elektromagnetischer Strahlung innerhalb des Paradigmas der alten Quantentheorie zu erklären, die sich Quantenphänomenen näherte, indem sie Quantenbeschränkungen einer klassischen Wellenbeschreibung des elektromagnetischen Feldes überlagerte.

Der Ansatz, das atomare Verhalten unter einfallender elektromagnetischer Strahlung durch „virtuelle Oszillatoren“ zu modellieren, die bei Absorptions- und Emissionsfrequenzen arbeiten, die sich von den scheinbaren Frequenzen der Bohr-Bahnen unterscheiden, veranlasste Max Born, Werner Heisenberg und Kramers, alternative mathematische Methoden zu untersuchen Rahmen. Diese Forschung gipfelte in der Formulierung der Matrixmechanik, die die erste Manifestation der modernen Quantenmechanik darstellte. Darüber hinaus regte die BKS-Theorie den Diskurs an und lenkte die Aufmerksamkeit wieder auf grundlegende Herausforderungen innerhalb der alten Quantentheorie. Der umstrittenste Aspekt von BKS – die Behauptung, dass Impuls und Energie nur statistisch und nicht in jeder einzelnen Wechselwirkung erhalten bleiben würden – wurde durch Experimente von Walther Bothe und Hans Geiger schnell widerlegt. Folglich teilte Bohr Darwin mit, dass es angesichts dieser Erkenntnisse „nichts anderes zu tun gibt, als unseren revolutionären Bemühungen eine möglichst ehrenvolle Beerdigung zu geben.“

Quantenmechanik

Das Konzept des Elektronenspins, das im November 1925 von George Uhlenbeck und Samuel Goudsmit eingeführt wurde, stellte einen bedeutenden Fortschritt dar. Im folgenden Monat reiste Bohr nach Leiden, um an den Feierlichkeiten zum 50. Jahrestag der Promotion von Hendrick Lorentz teilzunehmen. Bei einem Zwischenstopp in Hamburg traf er auf Wolfgang Pauli und Otto Stern, die seine Sicht auf die neue Spintheorie suchten. Bohr äußerte Vorbehalte hinsichtlich der Wechselwirkung zwischen Elektronen und Magnetfeldern. Bei seiner Ankunft in Leiden teilten Paul Ehrenfest und Albert Einstein Bohr mit, dass Einstein dieses Problem durch die Anwendung der Relativitätsprinzipien erfolgreich gelöst habe. Anschließend beauftragte Bohr Uhlenbeck und Goudsmit, diese Resolution in ihre Veröffentlichung zu integrieren. Folglich hatte sich Bohr, als er auf seiner Rückreise in Göttingen Werner Heisenberg und Pascual Jordan traf, nach eigenen Angaben in einen „Propheten des Elektronenmagnet-Evangeliums“ verwandelt.

Werner Heisenberg besuchte zunächst 1924 Kopenhagen, bevor er im Juni 1925 nach Göttingen zurückkehrte, wo er anschließend die mathematischen Grundlagen der Quantenmechanik entwickelte. Als er seine Ergebnisse Max Born in Göttingen vorstellte, erkannte Born, dass diese Ergebnisse optimal durch die Matrixalgebra ausgedrückt werden konnten. Diese bahnbrechende Arbeit weckte das Interesse des britischen Physikers Paul Dirac, der ab September 1926 sechs Monate in Kopenhagen verbrachte. Im Jahr 1926 besuchte auch der österreichische Physiker Erwin Schrödinger. Schrödingers Versuch, die Quantenphysik mithilfe klassischer Konzepte mittels Wellenmechanik aufzuklären, beeindruckte Bohr sehr, der der Ansicht war, dass er „so viel zur mathematischen Klarheit und Einfachheit beigetragen hat, dass er einen gigantischen Fortschritt gegenüber allen früheren Quantenformen darstellt“. Mechanik.“

Nachdem Kramers 1926 das Institut verließ, um eine Professur für theoretische Physik an der Universität Utrecht zu übernehmen, ermöglichte Bohr Heisenbergs Rückkehr, um Kramers‘ frühere Position als Lektor an der Universität Kopenhagen zu besetzen. Heisenberg war zwischen 1926 und 1927 als Universitätsdozent und Bohrs Assistent in Kopenhagen tätig.

Bohr entwickelte die Überzeugung, dass Licht sowohl Eigenschaften von Wellen als auch von Teilchen aufweist; Später, im Jahr 1927, bestätigten experimentelle Beweise die De-Broglie-Hypothese und zeigten, dass Materie, einschließlich Elektronen, ebenfalls wellenartige Eigenschaften aufwies. Dies veranlasste ihn, das philosophische Prinzip der Komplementarität zu formulieren, das besagt, dass Entitäten abhängig vom experimentellen Kontext scheinbar widersprüchliche Eigenschaften besitzen können, wie etwa die Existenz als Welle oder Teilchenstrom. Er erkannte, dass dieses Prinzip von professionellen Philosophen nicht umfassend verstanden wurde.

Im Februar 1927 formulierte Heisenberg die erste Version des Unschärfeprinzips und veranschaulichte sie durch ein Gedankenexperiment, bei dem ein Elektron mit einem Gammastrahlenmikroskop beobachtet wurde. Bohr äußerte sich unzufrieden mit Heisenbergs Argumentation und argumentierte, dass sie lediglich eine Messung vorsehe, die bereits bestehende Eigenschaften störte, anstatt das tiefere Konzept zu berücksichtigen, dass die Eigenschaften eines Elektrons untrennbar mit ihrem Messkontext verbunden seien. Während eines Vortrags auf der Como-Konferenz im September 1927 betonte Bohr, dass Heisenbergs Unschärferelationen aus klassischen Prinzipien bezüglich des Auflösungsvermögens optischer Instrumente abgeleitet werden könnten. Bohr postulierte, dass das Verständnis der tatsächlichen Auswirkungen der Komplementarität eine „genauere Untersuchung“ erfordern würde. Einstein hingegen bevorzugte den der klassischen Physik innewohnenden Determinismus gegenüber der probabilistischen Natur der entstehenden Quantenphysik, trotz seiner eigenen Beiträge zu letzterer. Die philosophischen Dilemmata, die sich aus den innovativen Aspekten der Quantenmechanik ergeben, wurden später zu wichtigen Themen des wissenschaftlichen Diskurses. Einstein und Bohr führten im Laufe ihrer Karriere freundschaftliche Debatten über diese Themen.

Im Jahr 1914 vermachte Carl Jacobsen, der Nachfolger der Carlsberg-Brauereien, sein Anwesen, bekannt als Carlsberg-Ehrenresidenz und heute als Carlsberg-Akademie, zur lebenslangen Nutzung durch den bedeutendsten dänischen Verfasser der Wissenschaft, Literatur oder Kunst, der als Ehrenresidenz diente (dänisch: Æresbolig). Harald Høffding war der erste Bewohner, und nach seinem Tod im Juli 1931 überließ die Königlich Dänische Akademie der Wissenschaften und Literatur Bohr das Haus. Er und seine Familie zogen 1932 in die Residenz um. Am 17. März 1939 wurde er zum Präsidenten der Akademie gewählt.

Im Jahr 1929 veranlasste das Phänomen des Betazerfalls Bohr dazu, seinen Vorschlag zur Aufgabe des Energieerhaltungssatzes zu wiederholen; Wolfgang Paulis Postulierung des Neutrinos und die anschließende Entdeckung des Neutrons im Jahr 1932 boten jedoch eine alternative Erklärung. Diese Entwicklung motivierte Bohr 1936, eine neuartige Theorie des zusammengesetzten Kerns zu formulieren und den Mechanismus aufzuklären, durch den Neutronen vom Atomkern eingefangen werden könnten. Innerhalb dieses theoretischen Rahmens wurde der Kern als verformungsfähig konzipiert, ähnlich einem Flüssigkeitströpfchen. Bei dieser Forschung arbeitete er mit Fritz Kalckar zusammen, einem dänischen Physiker, der 1938 unerwartet verstarb.

Die Identifizierung der Kernspaltung durch Otto Hahn im Dezember 1938 gepaart mit ihrer theoretischen Erläuterung durch Lise Meitner löste großes Interesse in der Physikgemeinschaft aus. Bohr übermittelte diese bedeutende Entwicklung in die Vereinigten Staaten, wo er am 26. Januar 1939 zusammen mit Fermi die fünfte Washingtoner Konferenz über Theoretische Physik eröffnete. Auf Bohrs Behauptung gegenüber George Placzek, dass diese Entdeckung alle Rätsel im Zusammenhang mit transuranischen Elementen gelöst habe, entgegnete Placzek, dass ein Rätsel weiterhin bestehe: Die Neutroneneinfangenergien von Uran stimmten nicht mit seinen Zerfallsenergien überein. Nach einer kurzen Zeit des Nachdenkens erklärte Bohr gegenüber Placzek, Léon Rosenfeld und John Wheeler: „Ich habe alles verstanden.“ Ausgehend von seinem Flüssigkeitstropfenmodell des Kerns folgerte Bohr, dass das Uran-235-Isotop und nicht das häufiger vorkommende Uran-238 hauptsächlich für die durch thermische Neutronen induzierte Spaltung verantwortlich ist. Im April 1940 bestätigte John R. Dunning experimentell Bohrs Hypothese. Gleichzeitig formulierten Bohr und Wheeler einen umfassenden theoretischen Rahmen, den sie anschließend im September 1939 in einem Aufsatz mit dem Titel „Der Mechanismus der Kernspaltung“ veröffentlichten.

Philosophie

Werner Heisenberg charakterisierte Niels Bohr als „in erster Linie einen Philosophen, nicht einen Physiker.“ Bohr beschäftigte sich mit den Werken des dänischen christlich-existentialistischen Philosophen Søren Kierkegaard aus dem 19. Jahrhundert. In The Making of the Atomic Bomb postulierte Richard Rhodes, dass Kierkegaards Ideen Bohr beeinflussten, vermittelt durch Høffding. Als Geburtstagsgeschenk schenkte Bohr seinem Bruder Kierkegaard 1909 „Stufen auf dem Weg des Lebens“. In einem Begleitbrief drückte Bohr aus: „Es ist das Einzige, was ich nach Hause schicken muss; aber ich glaube nicht, dass es sehr einfach wäre, etwas Besseres zu finden … Ich denke sogar, dass es eines der entzückendsten Dinge ist, die ich je gelesen habe.“ Während Bohr Kierkegaards sprachliche und literarische Kunstfertigkeit würdigte, bemerkte er seine philosophische Abweichung von Kierkegaards Lehren. Mehrere Bohr-Biographen haben diese philosophische Meinungsverschiedenheit auf Kierkegaards christliches Eintreten zurückgeführt, im Gegensatz zu Bohrs atheistischer Haltung.

Der Grad von Kierkegaards Einfluss auf Bohrs philosophisches und wissenschaftliches Denken bleibt Gegenstand wissenschaftlicher Debatten. David Favrholdt behauptete, dass Kierkegaards Einfluss auf Bohrs Werk vernachlässigbar sei, und interpretierte Bohrs geäußerte Meinungsverschiedenheit wörtlich. Umgekehrt schlug Jan Faye vor, dass man bestimmte theoretische Inhalte ablehnen und dennoch ihre grundlegenden Prämissen und ihren strukturellen Rahmen beibehalten könnte.

Bohr war Mitglied des Redaktionsausschusses der Buchreihe World Perspectives, einer Publikation, die verschiedenen philosophischen Werken gewidmet ist.

Quantenphysik

Bohrs Perspektiven und seine philosophische Haltung zur Quantenmechanik haben in der Folge umfangreiche wissenschaftliche Debatten ausgelöst. In Bezug auf seine ontologische Interpretation des Quantenbereichs wurde Bohr unterschiedlich als Antirealist, Instrumentalist, phänomenologischer Realist oder andere Formen des Realisten charakterisiert. Darüber hinaus haben einige Wissenschaftler Bohr als Subjektivisten oder Positivisten kategorisiert, doch der vorherrschende philosophische Konsens hält dies für eine Fehlinterpretation, da Bohr sich nie für den Verifikationismus ausgesprochen oder behauptet hat, dass der Beobachter die Messergebnisse direkt beeinflusst.

Bohr wird häufig mit der Aussage zitiert, dass „keine Quantenwelt“ existiert, sondern nur eine „abstrakte quantenphysikalische Beschreibung“. Diese Behauptung war jedoch keine öffentliche Erklärung Bohrs; Stattdessen handelte es sich um eine private Bemerkung, die ihm Aage Petersen in einer posthumen Erinnerung zuschrieb. N. David Mermin berichtete von Victor Weisskopfs nachdrücklichem Dementi, dass Bohr eine solche Aussage gemacht hätte, wobei Weisskopf Berichten zufolge ausrief: „Schande über Aage Petersen, dass er Bohr diese lächerlichen Worte in den Mund gelegt hat!“

Eine bedeutende Gruppe von Wissenschaftlern geht davon aus, dass Immanuel Kants Philosophie einen tiefgreifenden Einfluss auf Bohr hatte. In Anlehnung an Kant hielt Bohr die Unterscheidung zwischen subjektiver Erfahrung und objektiver Realität für eine entscheidende Voraussetzung für den Wissenserwerb. Er glaubte, dass eine solche Differenzierung allein durch die Anwendung kausaler und räumlich-zeitlicher Konzepte zur Artikulation subjektiver Erfahrungen erreichbar sei. Folglich interpretiert Jan Faye Bohrs Ansicht als Behauptung, dass die objektive Existenz von Entitäten nur durch die Verwendung „klassischer“ Konzepte wie „Raum“, „Position“, „Zeit“, „Kausalität“ und „Impuls“ diskutiert werden kann. Bohr behauptete, dass grundlegende Konzepte wie „Zeit“ der Alltagssprache innewohnen und dass die klassische Physik diese inhärenten Vorstellungen lediglich verfeinert. Daraus kam Bohr zu dem Schluss, dass klassische Konzepte für die Beschreibung von Experimenten in der Quantenwelt unverzichtbar sind. Bohr formulierte diese Perspektive:

[D]ie Darstellung aller Beweise muss in klassischen Begriffen ausgedrückt werden. Das Argument ist einfach, dass wir uns mit dem Wort „Experiment“ auf eine Situation beziehen, in der wir anderen erzählen können, was wir getan und gelernt haben, und dass daher der Bericht über die Versuchsanordnung und die Ergebnisse der Beobachtungen in einer eindeutigen Sprache unter geeigneter Anwendung der Terminologie der klassischen Physik ausgedrückt werden muss (APHK, S. 39).

Laut Faye gibt es verschiedene Erklärungen für Bohrs Überzeugung, dass klassische Konzepte bei der Beschreibung von Quantenphänomenen unverzichtbar sind. Faye kategorisiert diese Erklärungen in fünf verschiedene Rahmenwerke: Empirismus (insbesondere logischer Positivismus); Kantianismus (oder neukantianische erkenntnistheoretische Modelle); Pragmatismus (Betonung der menschlichen Erfahrungsinteraktion mit atomaren Systemen basierend auf Bedürfnissen und Interessen); Darwinismus (der eine evolutionäre Anpassung klassischer Konzepte postuliert, wie von Léon Rosenfeld bemerkt); und Experimentalismus (der die klassisch beschreibbare Funktion und das Ergebnis von Experimenten streng priorisiert). Diese Rahmenwerke schließen sich nicht gegenseitig aus, und Bohrs Schwerpunkt scheint sich an verschiedenen Stellen zwischen diesen Aspekten zu verschieben.

Faye behauptet, dass Bohr das Atom als eine greifbare Einheit betrachtete und nicht nur als heuristisches oder logisches Konstrukt. Allerdings weist Faye auch darauf hin, dass Bohr den quantenmechanischen Formalismus nicht für „wahr“ im Sinne einer wörtlichen oder „bildlichen“ Darstellung der Quantenwelt hielt, sondern eher für eine symbolische. Folglich ist Bohrs Komplementaritätstheorie in erster Linie eine semantische und erkenntnistheoretische Interpretation der Quantenmechanik, wenn auch mit spezifischen ontologischen Implikationen. Faye erläutert Bohrs Undefinierbarkeitsthese wie folgt:

Die Wahrheitsbedingungen für Aussagen, die einem atomaren Objekt bestimmte kinematische oder dynamische Werte zuschreiben, hängen von der verwendeten Versuchsapparatur ab und erfordern daher, dass diese Bedingungen sowohl Verweise auf den Versuchsaufbau als auch auf das tatsächliche Ergebnis des Experiments umfassen.

Faye betont, dass Bohrs Interpretation insbesondere jegliche Erwähnung eines „Zusammenbruchs der Wellenfunktion während der Messungen“ auslässt, eine Idee, die Bohr selbst nie artikuliert hat. Stattdessen übernahm Bohr die statistische Interpretation von Born, die auf seiner Überzeugung beruhte, dass die ψ-Funktion ausschließlich symbolische Bedeutung hat und keine objektive Realität abbildet. Angesichts Bohrs Ansicht, dass die ψ-Funktion keine wörtliche, bildliche Darstellung der Realität ist, wird das Konzept eines echten Zusammenbruchs der Wellenfunktion unhaltbar.

Ein wichtiger Streitpunkt in der zeitgenössischen Wissenschaft betrifft Bohrs Perspektive auf die Realität der Atome und ob ihre Natur über ihre scheinbaren Manifestationen hinausgeht. Gelehrte wie Henry Folse behaupten, Bohr habe zwischen beobachteten Phänomenen und einer transzendentalen Realität unterschieden. Umgekehrt bestreitet Jan Faye diese Behauptung und behauptet, dass für Bohr der Quantenformalismus und die Komplementarität den einzig zulässigen Diskurs über die Quantenwelt darstellten. Faye stellt weiter fest, dass „es in Bohrs Schriften keine weiteren Beweise dafür gibt, dass Bohr atomaren Objekten intrinsische und messungsunabhängige Zustandseigenschaften zuschreiben würde, [...] zusätzlich zu den klassischen, die sich in der Messung manifestieren.“

Zweiter Weltkrieg

Unterstützung für geflüchtete Wissenschaftler

Der Aufstieg des Nationalsozialismus in Deutschland zwang zahlreiche Wissenschaftler zur Auswanderung, entweder aufgrund ihrer jüdischen Herkunft oder ihrer Opposition gegen das Nazi-Regime. Im Jahr 1933 richtete die Rockefeller-Stiftung einen Fonds zur Unterstützung vertriebener Akademiker ein, ein Programm, das Bohr mit Max Mason, dem Präsidenten der Stiftung, während eines Treffens im Mai 1933 besprach. Bohr verlängerte befristete Beschäftigungsmöglichkeiten an seinem Institut, gewährte finanzielle Unterstützung, ermöglichte Stipendien der Rockefeller-Stiftung und sicherte diesen Wissenschaftlern schließlich Positionen an Institutionen auf der ganzen Welt. Er assistierte unter anderem Guido Beck, Felix Bloch, James Franck, George de Hevesy, Otto Frisch, Hilde Levi, Lise Meitner, George Placzek, Eugene Rabinowitch, Stefan Rozental, Erich Ernst Schneider, Edward Teller, Arthur von Hippel und Victor Weisskopf.

Im April 1940, in der Anfangsphase des Zweiten Weltkriegs, leitete Nazideutschland die Invasion und anschließende Besetzung Dänemarks ein. Um die goldenen Nobelmedaillen von Max von Laue und James Franck vor der Beschlagnahmung durch die Deutschen zu schützen, wies Bohr George de Hevesy an, sie in Königswasser aufzulösen. Diese aufgelösten Medaillen wurden dann während des gesamten Krieges in einem Regal im Institut aufbewahrt, bis das Gold später ausgefällt und die Medaillen von der Nobelstiftung neu geprägt wurden. Bohrs persönliche Medaille war zu einer Auktion für den finnischen Hilfsfonds beigetragen worden und wurde im März 1940 zusammen mit August Kroghs Medaille verkauft. Anschließend schenkte der Käufer beide Medaillen dem Dänischen Historischen Museum auf Schloss Frederiksborg, wo sie bis heute aufbewahrt werden, obwohl Bohrs Medaille während der ISS-Expedition 70 in den Jahren 2023–2024 vorübergehend von Andreas Mogensen ins All transportiert wurde.

Bohr hielt den Betrieb des Instituts aufrecht, obwohl alle internationalen Wissenschaftler abgereist waren.

Treffen mit Heisenberg

Bohr erkannte das theoretische Potenzial der Nutzung von Uran-235 für den Atombombenbau, ein Thema, das er sowohl vor als auch nach Kriegsbeginn in Vorträgen in Großbritannien und Dänemark behandelte. Allerdings bezweifelte er die technische Machbarkeit einer ausreichenden Gewinnung von Uran-235. Im September 1941 besuchte Werner Heisenberg, der die Leitung des deutschen Kernenergieprogramms übernommen hatte, Bohr in Kopenhagen. Während dieser Begegnung führten die beiden Männer eine private Diskussion im Freien, deren Einzelheiten aufgrund ihrer unterschiedlichen Erinnerungen zu erheblichen Spekulationen geführt haben. Heisenberg behauptete, er habe ein Gespräch über Kernenergie, Moral und den Krieg initiiert, worauf Bohr Berichten zufolge reagierte, indem er das Gespräch abrupt beendete, ohne seine eigenen Ansichten preiszugeben. Umgekehrt behauptete Ivan Supek, ein Student und Mitarbeiter von Heisenberg, dass der Hauptschwerpunkt des Treffens Carl Friedrich von Weizsäckers Vorschlag war, Bohr davon zu überzeugen, ein Friedensabkommen zwischen Großbritannien und Deutschland zu vermitteln.

Im Jahr 1957 korrespondierte Heisenberg mit Robert Jungk, der damals das Buch Heller als tausend Sonnen: Eine persönliche Geschichte der Atomwissenschaftler verfasste. Heisenberg artikulierte, dass Bohr nach Durchsicht von Jungks Darstellung in der dänischen Übersetzung des Buches einen Brief an Heisenberg verfasste (der nie abgeschickt wurde), in dem er seine tiefe Ablehnung von Heisenbergs Bericht über das Treffen zum Ausdruck brachte. Bohrs Erinnerung war, dass Heisenbergs Michael Frayns Theaterproduktion Kopenhagen aus dem Jahr 1998 mögliche Szenarien des Treffens zwischen Heisenberg und Bohr im Jahr 1941 dramatisierte. Am 26. September 2002 feierte die BBC eine Fernsehfilmadaption mit Stephen Rea als Bohr. Nach der anschließenden Veröffentlichung von Bohrs Briefen kritisierten Historiker das Stück, weil es eine „groteske Vereinfachung und Perversion des tatsächlichen moralischen Gleichgewichts“ darstellte, indem es einen Heisenberg-freundlichen Standpunkt einnahm.

Dasselbe Treffen war bereits 1992 in der Wissenschaftsdokumentationsserie Horizon der BBC dramatisiert worden, in der Anthony Bate Bohr und Philip Anthony als Heisenberg porträtierte. Die Begegnung wird auch in der norwegischen/dänisch/britischen Miniserie The Heavy Water War dargestellt.

Manhattan-Projekt

Im September 1943 erhielten Niels Bohr und sein Bruder Harald die Nachricht, dass das NS-Regime ihre Familie aufgrund der Abstammung ihrer Mutter als jüdisch betrachtete, was sie in Gefahr brachte, verhaftet zu werden. Der dänische Widerstand ermöglichte Bohr und seiner Frau am 29. September die Flucht auf dem Seeweg nach Schweden. Am folgenden Tag gelang es Bohr, König Gustaf V. von Schweden davon zu überzeugen, öffentlich die Bereitschaft Schwedens zu erklären, jüdischen Flüchtlingen Asyl zu gewähren. Am 2. Oktober 1943 verbreitete der schwedische Rundfunk das Asylangebot, woraufhin bald eine Massenrettung dänischer Juden durch ihre Landsleute folgte. Während einige Historiker behaupten, dass Bohrs Aktionen diese Massenrettung direkt vorangetrieben haben, argumentieren andere, dass sein Einfluss auf die umfassenderen Ereignisse trotz Bohrs sorgfältiger Bemühungen für seine Landsleute nicht entscheidend war. Letztendlich suchten über 7.000 dänische Juden erfolgreich Zuflucht in Schweden.

Als Lord Cherwell von Bohrs erfolgreicher Flucht erfuhr, schickte er ein Telegramm, in dem er ihn nach Großbritannien einlud. Anschließend kam Bohr am 6. Oktober an Bord eines de Havilland Mosquito-Flugzeugs der British Overseas Airways Corporation (BOAC) in Schottland an. Bei diesen Mosquito-Flugzeugen handelte es sich um unbewaffnete Hochgeschwindigkeitsbomber, die für den Transport wichtiger Fracht oder Personal eingesetzt wurden. Ihre Einsatzfähigkeit bei hohen Geschwindigkeiten und Höhen ermöglichte es ihnen, den von Deutschland besetzten norwegischen Luftraum zu durchqueren und dabei feindlichen Kampfflugzeugen auszuweichen. Während der dreistündigen Reise lag Bohr, ausgestattet mit Fallschirm, Fluganzug und Sauerstoffmaske, auf einer Matratze im Bombenschacht des Flugzeugs. Während des Fluges ereignete sich ein bemerkenswerter Vorfall: Bohrs Flughelm war zu klein, sodass er die Anweisung des Piloten über die Sprechanlage nicht hören konnte, seine Sauerstoffversorgung zu aktivieren, als das Flugzeug für den norwegischen Überflug in große Höhe aufstieg. Dieses Versehen führte dazu, dass er aufgrund von Sauerstoffmangel das Bewusstsein verlor und das Bewusstsein erst wieder erlangte, als das Flugzeug auf eine geringere Höhe über der Nordsee sank. Eine Woche später folgte Bohrs Sohn Aage seinem Vater auf einem separaten Flug nach Großbritannien und fungierte anschließend als sein persönlicher Assistent.

James Chadwick und Sir John Anderson hießen Bohr herzlich willkommen; Aus Sicherheitsgründen wurde Bohrs Anwesenheit jedoch diskret verwaltet. Ihm wurden eine Wohnung im St. James's Palace und ein Büro neben dem Atomwaffenentwicklungsteam von British Tube Alloys zur Verfügung gestellt. Bohr zeigte sich sehr erstaunt über die erzielten erheblichen Fortschritte. Anschließend organisierte Chadwick Bohrs Projekt. Am 8. Dezember 1943 traf Bohr in Washington, D.C. ein, wo er sich mit Brigadegeneral Leslie R. Groves Jr., dem Direktor des Manhattan-Projekts, beriet. Zu seinem Reiseplan gehörten Besuche bei Einstein und Pauli am Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey, und in Los Alamos, New Mexico, dem Ort der Entwicklung von Atomwaffen. Um die operative Sicherheit in den Vereinigten Staaten aufrechtzuerhalten, nahm Bohr das Pseudonym „Nicholas Baker“ an, während Aage die Bezeichnung „James Baker“ erhielt. Im Mai 1944 veröffentlichte die dänische Widerstandszeitung De frie Danske einen Bericht, in dem sie darlegte, dass „der berühmte Sohn des dänischen Professors Niels Bohr“ im Oktober des Vorjahres aus seiner Heimat über Schweden nach London geflohen war und anschließend nach Moskau gereist war, von wo aus er vermutlich zu den Kriegsanstrengungen beitrug.

Bohr richtete keinen ständigen Wohnsitz in Los Alamos ein, sondern führte in den darauffolgenden zwei Jahren eine Reihe längerer Besuche durch. Robert Oppenheimer würdigte Bohrs Rolle als „wissenschaftliche Vaterfigur für die jüngeren Männer“ und hob insbesondere seinen Einfluss auf Richard Feynman hervor. Bohr selbst wird mit der Bemerkung zitiert: „Bei der Herstellung der Atombombe brauchten sie meine Hilfe nicht.“ Dennoch schrieb Oppenheimer Bohr einen bedeutenden Beitrag zur Entwicklung modulierter Neutroneninitiatoren zu. Oppenheimer bemerkte: „Dieses Gerät blieb ein hartnäckiges Rätsel, aber Anfang Februar 1945 stellte Niels Bohr klar, was zu tun war.“

Bohr erkannte sofort die transformative Wirkung, die Atomwaffen auf die internationalen Beziehungen haben würden. Im April 1944 erhielt er eine Korrespondenz von Peter Kapitza, die mehrere Monate zuvor während Bohrs Aufenthalt in Schweden verfasst worden war und eine Einladung an ihn richtete. Diese Mitteilung überzeugte Bohr davon, dass die Sowjets Kenntnisse über das angloamerikanische Projekt besaßen und sich bemühen würden, ihre eigenen Fähigkeiten zu entwickeln. Er sandte eine unverbindliche Antwort an Kapitza und legte sie zunächst den britischen Behörden zur Prüfung vor, bevor er sie verschickte. Bohrs Treffen mit Churchill am 16. Mai 1944 offenbarte eine grundlegende Divergenz in den Perspektiven, wobei Bohr feststellte: „Wir sprachen nicht dieselbe Sprache.“ Churchill wandte sich gegenüber den Sowjets vehement gegen das Konzept der Transparenz und brachte in einem Brief seine Ansicht zum Ausdruck: „Mir scheint, dass Bohr eingesperrt oder zumindest dazu gebracht werden sollte, zu erkennen, dass er am Rande tödlicher Verbrechen steht.“

Oppenheimer schlug Bohr vor, mit Präsident Franklin D. Roosevelt zusammenzuarbeiten, um sich für die Weitergabe der Ergebnisse des Manhattan-Projekts an die Sowjets einzusetzen, da er glaubte, dass dies die Ergebnisse beschleunigen könnte. Bohrs Mitarbeiter, der Richter am Obersten Gerichtshof Felix Frankfurter, informierte Präsident Roosevelt über Bohrs Ansichten, was zu einem Treffen zwischen Bohr und Roosevelt am 26. August 1944 führte. Roosevelt empfahl Bohr, in das Vereinigte Königreich zurückzukehren, um die britische Unterstützung für diesen Vorschlag einzuholen. Bei ihrem Treffen im Hyde Park am 19. September 1944 lehnten Churchill und Roosevelt jedoch die Idee ab, das Projekt der internationalen Gemeinschaft offenzulegen. Ihr Aide-Mémoire enthielt einen Nachtrag, in dem es hieß: „Nachforschungen über die Aktivitäten von Professor Bohr und die unternommenen Schritte sollten angestellt werden, um sicherzustellen, dass er nicht für die Weitergabe von Informationen, insbesondere an die Russen, verantwortlich ist.“

Im Juni 1950 veröffentlichte Bohr einen „Offenen Brief“ an die Vereinten Nationen, in dem er sich für eine weltweite Zusammenarbeit bei der Kernenergie einsetzte. Nach dem ersten Atomwaffentest der Sowjetunion im Jahr 1949 wurde in den 1950er Jahren die Internationale Atomenergiebehörde gegründet, die Bohrs Vorschlägen folgte. Er wurde 1957 mit dem ersten Atoms for Peace Award geehrt.

Nachleben

Nach Kriegsende kehrte Bohr am 25. August 1945 nach Kopenhagen zurück und wurde anschließend am 21. September wieder zum Präsidenten der Königlich Dänischen Akademie der Künste und Wissenschaften gewählt. Während einer Gedenkversammlung der Akademie am 17. Oktober 1947 zum Gedenken an König Christian X., der im April verstorben war, erklärte der amtierende Monarch Frederik IX. seine Absicht, Bohr den Orden des Elefanten zu verleihen. Diese prestigeträchtige Auszeichnung, die normalerweise dem Königshaus und Staatsoberhäuptern vorbehalten ist, wurde vom König nicht nur als Ehrung für Bohr selbst, sondern auch für die wissenschaftlichen Leistungen Dänemarks verliehen. Bohr entwarf persönlich sein Wappen, das ein Taijitu (das Yin und Yang darstellt) enthielt und das lateinische Motto trug: contraria sunt complementa, was „Gegensätze ergänzen sich“ bedeutet.

Der Zweite Weltkrieg verdeutlichte die Notwendigkeit erheblicher finanzieller und materieller Ressourcen für wissenschaftliche Unternehmungen, insbesondere in der Physik. Um einem möglichen „Brain Drain“ in Richtung der Vereinigten Staaten entgegenzuwirken, haben zwölf europäische Nationen zusammengearbeitet, um CERN zu gründen, eine Forschungsorganisation nach dem Vorbild amerikanischer Nationallabors, deren Ziel es ist, „Big Science“-Projekte durchzuführen, die die Fähigkeiten eines einzelnen Landes übersteigen. Bald kam es zu Debatten über den optimalen Standort für diese Einrichtungen. Bohr und Kramers plädierten für das Institut in Kopenhagen als bevorzugten Standort. Pierre Auger, der die ersten Diskussionen organisierte, war jedoch anderer Meinung und behauptete, dass sowohl Bohr als auch sein Institut ihren Höhepunkt überschritten hätten und dass Bohrs Beteiligung andere Mitwirkende in den Schatten stellen könnte. Nach ausführlicher Beratung befürwortete Bohr im Februar 1952 offiziell das CERN, was im Oktober dazu führte, dass Genf als Standort ausgewählt wurde. Die CERN-Theoriegruppe operierte von Kopenhagen aus, bis ihre neuen Räumlichkeiten in Genf im Jahr 1957 fertiggestellt wurden. Victor Weisskopf, der später als CERN-Generaldirektor fungierte, fasste Bohrs Beitrag mit der Aussage zusammen, dass „andere Persönlichkeiten ... die Idee des CERN ins Leben gerufen und konzipiert haben“, die „Begeisterung und die Ideen der anderen Menschen jedoch nicht ausgereicht hätten ... wenn ein Mann von seinem Format sie nicht unterstützt hätte.“

Gleichzeitig gründeten die skandinavischen Nationen 1957 das Nordische Institut für Theoretische Physik, dessen Vorsitzender Bohr war. Er beteiligte sich auch an der Gründung der Forschungseinrichtung Risø, einer Initiative der dänischen Atomenergiekommission, und bekleidete ab Februar 1956 die Position des ersten Vorsitzenden.

Bohr verstarb am 18. November 1962 in seinem Wohnsitz in Carlsberg, Kopenhagen, an Herzversagen. Nach der Einäscherung wurde seine Asche zusammen mit den sterblichen Überresten seiner Eltern, seines Bruders Harald und seines Sohnes Christian auf dem Familiengrab auf dem Assistensfriedhof im Kopenhagener Stadtteil Nørrebro beigesetzt. Anschließend wurde auch die Asche seiner Frau an derselben Stelle beigesetzt. Am 7. Oktober 1965, zeitgleich mit seinem 80. Geburtstag, wurde das Institut für Theoretische Physik der Universität Kopenhagen offiziell zum Niels-Bohr-Institut ernannt, ein Name, den es über einen längeren Zeitraum hinweg informell getragen hatte.

Verwandtschaft

Im Jahr 1910 begegnete Bohr Margrethe Nørlund, der Schwester des Mathematikers Niels Erik Nørlund. Am 16. April 1912 trat Bohr offiziell aus der Kirche von Dänemark aus, und er und Margrethe heirateten anschließend am 1. August in einer standesamtlichen Zeremonie im Rathaus von Slagelse. Sein Bruder Harald trennte sich ebenfalls vor seiner eigenen Hochzeit Jahre später von der Kirche. Bohr und Margrethe hatten sechs Söhne. Ihr ältester Sohn, Christian, kam 1934 bei einem Bootsunfall auf tragische Weise ums Leben. Ein anderer Sohn, Harald, litt an einer schweren geistigen Behinderung und wurde im Alter von vier Jahren außerhalb des Familienwohnsitzes untergebracht, wo er sechs Jahre später einer Meningitis im Kindesalter erlag. Aage Bohr erlangte als Physiker Berühmtheit und erhielt 1975 den Nobelpreis für Physik, was die Leistung seines Vaters widerspiegelte. Vilhelm A. Bohr, ein Sohn von Aage, ist ein Wissenschaftler der Universität Kopenhagen und des National Institute on Aging in den Vereinigten Staaten. Hans verfolgte eine Karriere als Arzt; Erik wurde Chemieingenieur; und Ernest praktizierte als Anwalt. Ernest Bohr zeichnete sich wie sein Onkel Harald als olympischer Athlet aus, indem er Dänemark im Feldhockey bei den Olympischen Sommerspielen 1948 in London vertrat.

Auszeichnungen

Ehrungen

Zugehörigkeiten

Gedenkfeier

Der fünfzigste Jahrestag des Bohr-Modells wurde am 21. November 1963 in Dänemark durch die Herausgabe einer Briefmarke mit Bohr, dem Wasserstoffatom, und der Formel begangen, die die Energiedifferenz zwischen zwei beliebigen Wasserstoffniveaus darstellt: h ν = ϵ §1819§ − ϵ §3031§ {\displaystyle h\nu =\epsilon _{2}-\epsilon _{1}} . Zahlreiche andere Nationen haben ebenfalls Gedenkbriefmarken herausgegeben, die Bohr darstellen. 1997 brachte die Dänische Nationalbank eine 500-Kronen-Banknote in Umlauf, auf der prominent ein Porträt von Bohr abgebildet war, der eine Pfeife rauchte. Am 7. Oktober 2012 wurde Bohrs Geburtstag mit einem Google Doodle gewürdigt, das das Bohr-Modell des Wasserstoffatoms illustrierte. Ein Asteroid mit der Bezeichnung 3948 Bohr wurde ihm zu Ehren benannt, ebenso wie der Bohr-Mondkrater und Bohrium, das chemische Element mit der Ordnungszahl 107, in Anerkennung seiner bedeutenden Beiträge zum Verständnis der Atomstruktur.

Bibliographie

Das Einstein-Podolsky-Rosen-Paradoxon stellt eine historische Kritik an den Grundlagen der Quantenmechanik dar.

Notizen

Referenzen