Niels Bohr e Paul Ehrenfest (com seu filho) na estação ferroviária de Leiden (Holanda) em 1926. Crédito:Cortesia do Arquivo Niels Bohr, Copenhague
O modelo atômico de Niels Bohr foi totalmente revolucionário quando foi apresentado em 1913. Embora ainda seja ensinado nas escolas, tornou-se obsoleto há décadas. Contudo, seu criador também desenvolveu uma teoria quântica muito mais ampla e menos conhecida, cujos princípios mudaram com o tempo. Pesquisadores da Universidade de Barcelona já analisaram o desenvolvimento do pensamento do físico dinamarquês - um exemplo real de como as teorias científicas são moldadas.
A maioria das escolas ainda ensina o modelo atômico, em que os elétrons orbitam ao redor do núcleo como os planetas fazem ao redor do sol. O modelo foi baseado no primeiro modelo de Rutherford, os princípios da mecânica clássica e ideias emergentes sobre 'quantização' (equações para aplicar hipóteses quânticas iniciais a sistemas físicos clássicos) avançadas por Max Planck e Albert Einstein.
Como Blai Pié i Valls, um físico da Universidade de Barcelona, explica ao SINC:"Bohr publicou seu modelo em 1913 e, embora fosse revolucionário, foi uma proposta que pouco fez para explicar os resultados experimentais altamente variados, então, entre 1918 e 1923, ele estabeleceu um muito mais amplo, teoria bem informada que incorporou seu modelo anterior. "
A teoria de Bohr, chamada teoria quântica, propôs que os elétrons circulem o núcleo seguindo as leis clássicas, mas sujeitos a limitações, como as órbitas que podem ocupar e a energia que perdem na forma de radiação quando saltam de uma órbita para outra. Mas também tentou explicar de uma forma unificada todos os fenômenos quânticos que foram observados até agora.
"Essa teoria se apoiava em dois pilares fundamentais:o princípio adiabático, um método para encontrar possíveis estados quânticos dentro do átomo; e o princípio da correspondência, que liga a eletrodinâmica clássica com a nova teoria quântica forjada na época, "explica Pié i Valls que, junto com o professor Enric Pérez, publicou essas análises históricas sobre o tema na revista 'Annalen der Physik'.
Os autores estudaram o uso que Bohr deu à hipótese adiabática desde quando o físico austríaco Paul Ehrenfest a definiu em 1911 até que seu colega dinamarquês a elevou a um "princípio" e a desenvolveu para obter o máximo dela. Eles também detectaram a influência mútua entre Bohr e o físico alemão Arnold Sommerfeld, que avançou sua própria formulação de 'quantificação' e teve uma influência significativa no desenvolvimento da velha teoria quântica, o pano de fundo contra o qual todos os estudos anteriores ao nascimento da mecânica quântica em 1925 foram definidos.
“Uma das mudanças mais significativas que encontramos é a reversão da importância dos dois princípios fundamentais, "observa Pié i Valls." Em 1918, o papel central desempenhado pelo princípio adiabático eclipsou quase inteiramente o princípio da correspondência na teoria de Bohr, e não devemos esquecer disso, mas ao longo dos anos, desapareceu no fundo, enquanto a teoria da correspondência ganhou importância e incorporou novos, aplicações úteis de cálculo. Com o estabelecimento da mecânica quântica, o princípio da correspondência manteve seu papel central, que tem até hoje. "
Os autores lamentam o fato de que a teoria quântica de Bohr é muito menos conhecida do que seu modelo atômico, "obsoleto desde 1925, mas que ainda é explicado nas escolas hoje devido ao seu considerável valor educacional e por puro pragmatismo - é impossível ensinar uma teoria tão complexa como a mecânica quântica em certos níveis. "
Essa situação, Contudo, levou o público a ter erroneamente a ideia de que o modelo Bohr ainda é válido, quando a visão moderna do átomo é, na verdade, regido pelas leis probabilísticas da mecânica quântica, que nos forçam a imaginar o elétron como uma "nuvem de probabilidade" deslocada em torno do núcleo do átomo.