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Niels Bohr

Der Mann, der das Atom erklärte

16.09.2014
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Von Ralf Daute / Am 7. Oktober 1885 wurde der dänische Physiker Niels Bohr in Kopenhagen geboren. Bohr erkannte als einer der ersten, wie die Bausteine unserer Welt funktionieren und erhielt für seine Verdienste bei der Erforschung der Struktur von Atomen im Jahr 1922 den Nobelpreis.

Die Welt besteht aus Abermillionen von Dingen, die sich äußerlich total unterscheiden: aus Autos und Gänseblümchen, aus Kartoffeln und Kugelschreibern und – nicht zu vergessen – aus der Species Mensch. Werden alle diese Dinge und Lebewesen bis zu den Grundbausteinen zerlegt, landet man bei den Atomen. Diese wiederum stellten sich Wissenschaftler lange Zeit wie ultrakleine Golfbälle vor, die dicht gepackt aufeinander gestapelt sind. Diese Auffassung beendete der dänische Physiker Niels Henrik David Bohr mit einer bahnbrechenden Entdeckung, für die er 1922 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurde.

Was auf den ersten Blick so fest gefügt erscheint, besteht zu weiten Teilen aus Nichts. Um das zu verstehen, helfen Größenvergleiche. Der Kern eines Wasserstoffatoms – 50 Billionen-fach vergrößert, wäre dann so groß wie ein erwachsener Mensch, etwa 1,70 Meter. Doch komplett ist dieses Atom erst mit dem Elektron, das um den positiv geladenen Kern kreist. Bei Fortsetzung des Vergleichs kreist dieses Elek­tron erst 50 Kilometer vom Atomkern entfernt. Dazwischen: Nichts.

Der Mann, der aus dieser Entdeckung ein Atommodell entwickelte, entstammte einer Familie, in der die Wissenschaft hoch im Kurs stand. Der Vater war Professor für Physiologie und sprach bei Tisch mit Niels und dessen Bruder Harald regelmäßig über die Welt der Forschung. Niels Bohr sagte später über seine Kindheit und Jugend: »Ich wuchs in einem Haus mit einem reichen intellektuellen Leben auf, in dem wissenschaftliche Diskussionen alltäglich waren. In der Tat machte mein Vater kaum eine Unterscheidung zwischen seiner eigenen wissenschaftlichen Arbeit und seinem lebhaften Inter­esse an allen Problemen des menschlichen Lebens.«

Goldmedaille als Student

Nach dem Abitur 1903 studierte Bohr an der Universität Kopenhagen Physik, Mathematik, Chemie, Astronomie und Philosophie. Bereits vier Jahre später erhielt er für eine Arbeit über die Oberflächenspannung von Flüssigkeiten die Goldmedaille der Königlich Dänischen Akademie der Wissenschaften. In seiner Doktorarbeit beschäftigte er sich mit dem Magnetismus. Im Jahr 1911 wechselte er dann nach Cambridge und noch ein Jahr später nach Manchester in das Labor von Ernest Rutherford, der drei Jahre zuvor den Nobelpreis für Chemie erhalten hatte.

In dem Labor wurde aber offenbar nicht nur geforscht, sondern auch geflirtet. Jedenfalls lernte der junge Wissenschaftler dort Margarete Nørlund kennen und lieben. Die beiden heirateten und Margarete gebar sechs Söhne, von denen allerdings zwei schon früh starben. Ein Sohn, Aage Niels Bohr, wurde im Jahr 1975 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet, wie sein Vater 53 Jahre zuvor.

Lob Albert Einsteins

Das noch heute als Bohrsches Atommodell bekannte Konzept entwickelte der Naturwissenschaftler im Jahr 1913. Die Vorstellung, dass Elektronen den Atomkern umkreisen wie Planeten die Sonne, hat das Bild vom fundamentalen Aufbau der Materie bis heute geprägt. Grundlage dieses Modells sind die Forschungen von Ernest Rutherford, der bereits 1911 die Existenz eines kompakten Atomkerns postulierte. Bohr war dann derjenige, der dieses Modell weiterentwickelte und erstmals die Energiestufen der Atomhülle erfolgreich beschreiben konnte. »Bohr ist ein wahrhaft genialer Mensch, ein Glück, dass es so etwas überhaupt gibt. Ich habe alles Vertrauen zu seinen Gedankengängen«, urteilte Albert Einstein 1920 in einem Brief.

In der Wissenschaft konnten sich seine bahnbrechenden Entdeckungen zwar nur gut ein Jahrzehnt halten, ehe mit der Quantenmechanik eine weitere Stufe des Verständnisses der Materie erreicht wurde. Allerdings diente das Bohrsche Atommodell beispielsweise als Fundament, auf dem die Kernforschung und die Idee, durch Kernspaltung Energie zu gewinnen, aufsetzten.

Als Dänemark im Zweiten Weltkrieg von Deutschland besetzt wurde, ging Bohr, dessen Mutter jüdischen Glaubens war, in den Widerstand. 1943 flüchtete er nach Schweden und erreichte dort beim König, dass dieser jüdische Flüchtlinge aufnahm. Nach dem Krieg kehrte er nach Kopenhagen zurück und setzte dort an alter Stelle seine Forschung fort – insbesondere zur Atomenergie. Bohr gehörte zu den ersten, die vor deren missbräuchlicher Nutzung warnten. Für seinen offenen Brief an die Vereinten Nationen und für sein weiteres Engagement auf diesem Gebiet erhielt Bohr 1957 den »Atoms for Peace Award«.

Bohr starb im Jahr 1962 und wurde in Kopenhagen auf dem Assistenzfriedhof beerdigt. Zwei Jahre nach seinem Tod wurde ein Krater auf dem Mond nach ihm benannt, und 1981 erhielt das künstlich erzeugte chemische Element mit der Ordnungszahl 107 den Namen Bohrium. /