El modelo atómico de Niels Bohr fue completamente revolucionario cuando se presentó en 1913. Aunque todavía se enseña en las escuelas, se volvió obsoleto hace décadas. Sin embargo, su creador también desarrolló una teoría cuántica mucho más amplia y menos conocida, cuyos principios cambiaron con el tiempo. Investigadores de la Universidad de Barcelona han analizado ahora el desarrollo del pensamiento del físico danés, un ejemplo real de cómo se configuran las teorías científicas.

La mayoría de las escuelas todavía enseñan el modelo atómico, en el que los electrones orbitan alrededor del núcleo como lo hacen los planetas alrededor del sol. El modelo se basó en el primer modelo de Rutherford, los principios de la mecánica clásica y las ideas emergentes sobre la "cuantificación" (ecuaciones para aplicar hipótesis cuánticas iniciales a los sistemas físicos clásicos) adelantados por Max Planck y Albert Einstein.

Como Blai Pié i Valls, físico de la Universidad de Barcelona, explica a SINC:"Bohr publicó su modelo en 1913 y, aunque fue revolucionario, fue una propuesta que hizo poco para explicar resultados experimentales muy variados, así que entre 1918 y 1923 estableció un teoría bien informada que incorporó su modelo anterior ".

La teoría de Bohr, llamada teoría cuántica, propuso que los electrones rodean el núcleo siguiendo las leyes clásicas pero sujetos a limitaciones, como las órbitas que pueden ocupar y la energía que pierden como radiación cuando saltan de una órbita a otra. Pero también intentó explicar de forma unificada todos los fenómenos cuánticos que se habían observado hasta la fecha.

"Esta teoría descansaba sobre dos pilares fundamentales:el principio adiabático, un método para encontrar posibles estados cuánticos dentro del átomo; y el principio de correspondencia, que vincula la electrodinámica clásica con la nueva teoría cuántica forjada en ese momento, "explica Pié i Valls que, junto al profesor Enric Pérez, ha publicado estos análisis históricos sobre el tema en la revista 'Annalen der Physik'.

Los autores estudiaron el uso que Bohr le dio a la hipótesis adiabática desde que el físico austríaco Paul Ehrenfest la planteó en 1911 hasta que su colega danés la elevó a un "principio" y la desarrolló para sacarle el máximo partido. También detectaron la influencia mutua entre Bohr y el físico alemán Arnold Sommerfeld, quien adelantó su propia formulación de 'cuantificación' y tuvo una influencia significativa en el desarrollo de la antigua teoría cuántica, el telón de fondo en el que se establecieron todos los estudios previos al nacimiento de la mecánica cuántica en 1925.

"Uno de los cambios más significativos que hemos encontrado es la reversión de la importancia de los dos principios fundamentales, "señala Pié i Valls". En 1918, el papel central jugado por el principio adiabático eclipsó casi por completo el principio de correspondencia en la teoría de Bohr, y no debemos olvidar eso, pero a lo largo de los años se desvaneció en el fondo, mientras que la teoría de la correspondencia ganó importancia e incorporó nuevos, aplicaciones útiles del cálculo. Con el establecimiento de la mecánica cuántica, el principio de correspondencia conservó su papel central, que tiene hasta el día de hoy ".

Los autores lamentan el hecho de que la teoría cuántica de Bohr sea mucho menos conocida que su modelo atómico. "obsoleto desde 1925, pero que todavía hoy se explica en las escuelas debido a su considerable valor educativo y por puro pragmatismo, es imposible enseñar una teoría tan compleja como la mecánica cuántica en ciertos niveles ".

Esta situación, sin embargo, ha llevado al público a tener la idea errónea de que el modelo de Bohr sigue siendo válido, cuando la visión moderna del átomo es, De hecho, gobernado por las leyes probabilísticas de la mecánica cuántica, lo que nos obliga a imaginar el electrón como una "nube de probabilidad" deslocalizada alrededor del núcleo del átomo.