Physicien danois (1885-1962), pionnier de la mécanique quantique. Il proposa un modèle révolutionnaire de l'atome et reçut le prix Nobel de physique en 1922.
Niels Bohr
Niels Bohr
Royaume de Danemark
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Questions fréquentes
Citations célèbres
« Si quelqu'un n'est pas choqué par la mécanique quantique, c'est qu'il ne l'a pas comprise.»
« Un expert est quelqu'un qui a fait toutes les erreurs possibles dans un domaine très étroit.»
Faits marquants
- 1885 : naissance à Copenhague, Danemark
- 1913 : publication du modèle atomique de Bohr (niveaux d'énergie quantifiés)
- 1922 : prix Nobel de physique pour ses travaux sur la structure atomique
- 1927 : formulation du principe de complémentarité (congrès de Solvay)
- 1943 : fuite du Danemark occupé vers les États-Unis, puis participation au projet Manhattan
Œuvres & réalisations
Trois articles publiés dans le Philosophical Magazine qui constituent la fondation du modèle atomique de Bohr. Il y propose que les électrons gravitent sur des orbites stables et n'émettent de la lumière que lors d'un saut d'une orbite à une autre.
Institution scientifique fondée par Bohr, financée en partie par la brasserie Carlsberg. Elle devint le foyer intellectuel de la révolution quantique, accueillant les plus grands physiciens du XXe siècle.
Cadre conceptuel élaboré par Bohr et Heisenberg selon lequel les particules n'ont pas de propriétés définies avant d'être mesurées. Cette interprétation, bien que controversée, reste la plus répandue en physique à ce jour.
Recueil d'essais dans lequel Bohr développe le principe de complémentarité et réfléchit aux conséquences philosophiques de la physique quantique pour notre conception de la réalité.
Article en réponse au célèbre paradoxe d'Einstein-Podolsky-Rosen, dans lequel Bohr défend la complétude de la mécanique quantique et précise le concept de complémentarité.
Lettre ouverte dans laquelle Bohr plaide pour un contrôle international de l'énergie nucléaire et un monde ouvert où la science serve la paix — témoignage de son engagement éthique après Hiroshima.
Anecdotes
Niels Bohr était célèbre pour ses discussions interminables avec ses collègues, qu'il poursuivait jusque tard dans la nuit. Il avait l'habitude de penser tout en parlant, reformulant ses idées à voix haute jusqu'à trouver la formulation parfaite, au grand désespoir de ses assistants qui devaient tout noter.
En 1943, alors que la Gestapo venait l'arrêter, Bohr s'échappa de nuit en barque vers la Suède, puis fut transporté vers l'Angleterre dans la soute non pressurisée d'un bombardier Mosquito. Il perdit connaissance en route faute d'oxygène, mais survécut — une fuite digne d'un roman d'espionnage.
Un fer à cheval était accroché au-dessus de la porte de sa maison de campagne. Un visiteur surpris lui demanda s'il croyait vraiment à cette superstition. Bohr répondit en souriant : 'Non, bien sûr, mais on m'a dit que ça porte bonheur même si on n'y croit pas.'
Les débats entre Bohr et Einstein sur la mécanique quantique sont devenus légendaires. À chaque conférence Solvay, Einstein proposait une expérience de pensée pour prouver que la théorie quantique était incomplète, et Bohr passait la nuit à réfléchir pour trouver la faille — qu'il trouvait invariablement le lendemain matin.
Bohr avait fondé son Institut de Physique Théorique à Copenhague en 1920, qui devint le centre mondial de la physique atomique. Des géants comme Heisenberg, Pauli, Dirac et Schrödinger y séjournèrent. Il payait souvent lui-même les billets de train des jeunes chercheurs qui n'avaient pas les moyens de venir.
Sources primaires
In order to explain the results of experiments on scattering of α rays by matter Professor Rutherford has given a theory of the structure of atoms. According to this theory, the atoms consist of a positively charged nucleus surrounded by a system of electrons kept together by attractive forces from the nucleus.
La théorie des spectres et de la constitution atomique a conduit à une image de l'atome dans laquelle les électrons se meuvent en orbites autour d'un noyau central, et où les propriétés de l'atome sont déterminées par les lois de la mécanique quantique.
La complémentarité n'est pas une limitation de notre connaissance, mais une caractéristique fondamentale de la réalité quantique. La question n'est pas de savoir si la théorie est complète, mais de comprendre ce que 'complète' peut signifier dans ce domaine.
The quantum postulate implies that any observation of atomic phenomena will involve an interaction with the agency of observation not to be neglected. Accordingly, an independent reality in the ordinary physical sense can neither be ascribed to the phenomena nor to the agencies of observation.
Einstein n'était pas satisfait de ce qu'il considérait comme le caractère incomplet de la mécanique quantique. Mais les arguments qu'il avançait successivement se révélèrent compatibles avec la théorie, une fois pris en compte le principe d'incertitude.
Lieux clés
Ville natale de Bohr et lieu de toute sa carrière. Il y fonda en 1920 l'Institut de Physique Théorique, qui porta son nom après sa mort et devint la capitale mondiale de la physique quantique.
C'est dans le laboratoire d'Ernest Rutherford à Manchester, en 1912, que Bohr développa les idées fondatrices qui le conduisirent à son modèle de l'atome publié l'année suivante.
Lieu des conférences Solvay (1911, 1913, 1927…), où Bohr défendit l'interprétation de Copenhague face à Einstein. Ces débats fondateurs eurent lieu dans cette ville.
Maison de campagne de Bohr sur la côte nord de la Zélande, où il aimait se ressourcer avec sa famille et recevoir des collègues pour des discussions informelles loin de Copenhague.
Site secret du projet Manhattan pendant la Seconde Guerre mondiale, où Bohr (sous le pseudonyme de Nicholas Baker) participa en tant que consultant à la conception de la bombe atomique.
C'est à Stockholm que Bohr reçut le prix Nobel de physique en décembre 1922, récompense qui consacra son modèle de l'atome et son rôle pionnier dans la physique quantique.
Objets typiques
Instrument permettant de décomposer la lumière émise par un élément chimique en raies de couleurs précises. C'est en observant les raies spectrales de l'hydrogène que Bohr construisit son modèle atomique en 1913.
Outil indispensable dans l'Institut de Copenhague : Bohr passait des heures à couvrir des tableaux noirs d'équations et de schémas d'orbites électroniques lors de ses séminaires avec ses collègues.
Représentation schématique du noyau entouré d'électrons sur des orbites circulaires, devenue l'image emblématique de l'atome au XXe siècle, directement inspirée du modèle de Bohr de 1913.
Bohr était un fumeur de pipe notoire. La légende veut qu'il réfléchissait en allumant et en rallumant inlassablement sa pipe pendant les séances de travail intensives avec ses étudiants.
Des milliers de lettres échangées avec Einstein, Heisenberg, Pauli et Schrödinger constituent une source essentielle de l'histoire de la physique quantique. Bohr révisait ses lettres de nombreuses fois avant de les envoyer.
C'est dans cette revue scientifique britannique que Bohr publia en 1913 sa trilogie fondatrice sur la constitution des atomes et des molécules, articles qui allaient révolutionner la physique.
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Vie quotidienne
Matin
Bohr commençait sa journée tôt dans sa villa de Carlsberg (mise à sa disposition par la brasserie danoise), passant souvent la matinée à lire sa correspondance internationale et à préparer ses séminaires. Il avait l'habitude de dicter ses idées à un assistant pendant qu'il se promenait dans son bureau.
Après-midi
L'après-midi était consacré aux séances de travail à l'Institut, autour d'un tableau noir couvert d'équations et de schémas. Bohr animait des discussions collectives avec ses étudiants et visiteurs, interrogeant chaque hypothèse, reformulant chaque argument, parfois pendant des heures.
Soir
Les soirées à l'Institut étaient souvent prolongées par des dîners ou des discussions informelles avec les physiciens en résidence. Bohr aimait les débats philosophiques et pouvait parler jusqu'à minuit passé, pipe à la main, de la nature de la réalité quantique.
Alimentation
Bohr avait un régime simple et nordique : pain de seigle, poissons fumés, pommes de terre et produits laitiers danois. Lors des conférences à l'étranger, il mangeait frugalement, préférant consacrer son énergie aux échanges scientifiques plutôt qu'aux repas.
Vêtements
Bohr s'habillait de façon sobre et bourgeoise, comme il convenait à un professeur d'université danois du début du XXe siècle : costume sombre, chemise blanche, cravate et pardessus en hiver. Il ne prêtait guère attention à son apparence, souvent distrait par ses réflexions.
Habitat
Bohr vécut d'abord dans des appartements modestes à Copenhague, puis, après le prix Nobel, dans la villa d'honneur mise à disposition par la Fondation Carlsberg — une grande demeure bourgeoise avec jardin, symbole du prestige accordé aux grands savants danois.
Frise contextuelle
Vocabulaire d'époque
Liens externes & ressources
Références
Œuvres
On the Constitution of Atoms and Molecules (trilogie)
1913
Institut de Physique Théorique de Copenhague
1920
L'interprétation de Copenhague de la mécanique quantique
1927
Atomic Theory and the Description of Nature
1934
Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete ? (réponse au paradoxe EPR)
1935
Open Letter to the United Nations
1950
