Martinus Willem Beijerinck (16 de marzo de 1851 - 1 de enero de 1931) fue un microbiólogo y botánico holandés . A menudo se le considera uno de los fundadores de la virología y la microbiología ambiental . A pesar de sus numerosas contribuciones pioneras y seminales a la ciencia en general, nunca recibió el Premio Nobel .
Biografia [ editar ]
Beijerinck, nacido en Ámsterdam , estudió en la Escuela Técnica de Delft, donde obtuvo el título de Ingeniero Químico en 1872. Obtuvo su Doctorado en Ciencias de la Universidad de Leiden en 1877. [1]
En ese momento, Delft, entonces un politécnico , no tenía derecho a otorgar doctorados, por lo que Leiden hizo esto por ellos. Se convirtió en profesor de microbiología en la Escuela de Agricultura de Wageningen (ahora Universidad de Wageningen ) y más tarde en Polytechnische Hogeschool Delft ( Delft Polytechnic , actualmente Delft University of Technology ) (desde 1895). Estableció la Escuela de Microbiología de Delft. Sus estudios de microbiología agrícola e industrial arrojaron descubrimientos fundamentales en el campo de la biología . Sus logros han sido tal vez injustamente eclipsados por los de sus contemporáneos, Robert Koch y Louis Pasteur., porque a diferencia de ellos, Beijerinck nunca estudió enfermedades humanas.
Contribuciones científicas [ editar ]
Es considerado uno de los fundadores de la virología . [3] [4] [5] [6] En 1898, publicó los resultados de los experimentos de filtración que demuestran que la enfermedad del mosaico del tabaco es causada por un agente infeccioso más pequeño que una bacteria . [7]
Sus resultados estuvieron de acuerdo con la observación similar hecha por Dmitri Ivanovsky en 1892. [8] Como Ivanovsky antes que él y Adolf Mayer , predecesor en Wageningen, Beijerinck no pudo cultivar el agente infeccioso filtrable, sin embargo, concluyó que el agente puede replicar y multiplicarse En las plantas vivas. Nombró al nuevo virus patógeno para indicar su naturaleza no bacteriana. Beijerinck afirmó que el virus era algo líquido por naturaleza, llamándolo " contagium vivum fluidum " (fluido vivo contagioso). No fue hasta los primeros cristales del virus del mosaico del tabaco (TMV) obtenidos por Wendell Stanley.en 1935, las primeras micrografías electrónicas de TMV producidas en 1939 y el primer análisis cristalográfico de rayos X de TMV realizado en 1941 demostraron que el virus estaba particulado.
Beijerinck también descubrió la fijación de nitrógeno , [9] el proceso por el cual el gas de nitrógeno diatómico se convierte en iones de amonio y se pone a disposición de las plantas. Las bacterias realizan la fijación de nitrógeno, que habitan dentro de los nódulos de la raíz de ciertas plantas ( leguminosas ). Además de haber descubierto una reacción bioquímica vital para la fertilidad del suelo y la agricultura , Beijerinck reveló este ejemplo arquetípico de simbiosis entre plantas y bacterias .
Beijerinck descubrió el fenómeno de la reducción de sulfato bacteriano , una forma de respiración anaeróbica . Aprendió que las bacterias podrían usar el sulfato como un aceptor de electrones terminal, en lugar de oxígeno. Este descubrimiento ha tenido un impacto importante en nuestra comprensión actual de los ciclos biogeoquímicos . Spirillum desulfuricans , ahora conocida como Desulfovibrio desulfuricans , [10] la primera bacteria reductora de sulfato conocida, fue aislada y descrita por Beijerinck.
Beijerinck inventó la cultura de enriquecimiento , un método fundamental para estudiar los microbios del medio ambiente. A menudo se le atribuye incorrectamente el hecho de haber enmarcado la idea de la ecología microbiana de que "todo está en todas partes, pero el medio ambiente selecciona", que fue declarado por Lourens Baas Becking . [11] [12]
Vida personal [ editar ]
Beijerinck era una figura socialmente excéntrica. Fue verbalmente abusivo con los estudiantes, nunca se casó y tuvo pocas colaboraciones profesionales. También era conocido por su estilo de vida ascético y su visión de que la ciencia y el matrimonio son incompatibles. Su baja popularidad entre sus estudiantes y sus padres lo deprimían periódicamente, ya que le encantaba difundir su entusiasmo por la biología en el aula.
Reconocimiento [ editar ]
Beijerinckia (un género de bacterias), Beijerinckiaceae (una familia de Rhizobiales ) y Beijerinck (cráter) llevan su nombre.
Niels Bohr
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| Nacido |
Niels Henrik David Bohr
7 de octubre de 1885
Copenhague , Dinamarca
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| Murió | 18 de noviembre de 1962 (77 años).
Copenhague, Dinamarca
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| Lugar de descanso | Cementerio de Assistens |
| alma mater | Universidad de copenhague |
| Conocido por | |
| Esposos) | Margrethe Nørlund ( m. 1912) |
| Niños | Aage , Ernest , otros cuatro hijos. |
| Premios | Premio Nobel de Física (1922) |
| Carrera cientifica | |
| Campos | Física teórica |
| Instituciones | |
| Tesis | Estudios sobre la teoría electrónica de los metales (1911) |
| Consejero doctoral | Cristianes cristianos |
| Otros asesores academicos | |
| Estudiantes de doctorado | Hendrik Kramers |
| Otros estudiantes notables | Lev Landau |
| Influencias | |
| Influenciado | |
| Firma | |
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Niels Henrik David Bohr ( danés: [nels ˈboɐ̯ˀ] ; del 7 de octubre de 1885 al 18 de noviembre de 1962) fue un físico danés que hizo contribuciones fundamentales para comprender la estructura atómica y la teoría cuántica , por la cual recibió el Premio Nobel de Física en 1922. Bohr También un filósofo y un promotor de la investigación científica.
Bohr desarrolló el modelo de Bohr del átomo , en el que propuso que los niveles de energía de los electrones son discretos y que los electrones giran en órbitas estables alrededor del núcleo atómico, pero pueden saltar de un nivel de energía (o órbita) a otro. Aunque el modelo de Bohr ha sido suplantado por otros modelos, sus principios subyacentes siguen siendo válidos. Él concibió el principio de complementariedad : que los elementos podrían analizarse por separado en términos de propiedades contradictorias, como comportarse como una onda o una corriente de partículas . La noción de complementariedad dominó el pensamiento de Bohr tanto en la ciencia como en la filosofía.
Bohr fundó el Instituto de Física Teórica en la Universidad de Copenhague , ahora conocido como el Instituto Niels Bohr , que se inauguró en 1920. Bohr fue mentor y colaboró con físicos como Hans Kramers , Oskar Klein , George de Hevesy y Werner Heisenberg . Predijo la existencia de un nuevo elemento similar a zirconio , que se denominó hafnio , en honor al nombre latino de Copenhague, donde fue descubierto. Más tarde, el elemento bohrium fue nombrado después de él.
Durante la década de 1930, Bohr ayudó a los refugiados del nazismo . Después de que Dinamarca fue ocupada por los alemanes , tuvo un famoso encuentro con Heisenberg, quien se había convertido en el jefe del proyecto de armas nucleares de Alemania . En septiembre de 1943, Bohr llegó a la noticia de que estaba a punto de ser arrestado por los alemanes y huyó a Suecia. Desde allí, fue trasladado a Gran Bretaña, donde se unió al proyecto de armas nucleares British Tube Alloys , y formó parte de la misión británica al Proyecto Manhattan . Después de la guerra, Bohr pidió la cooperación internacional en energía nuclear. Participó en el establecimiento del CERN y el Centro de Investigación Risø de la Comisión Danesa de Energía Atómica.y se convirtió en el primer presidente del Instituto Nórdico de Física Teórica en 1957.
Primeros años
Bohr nació en Copenhague , Dinamarca, el 7 de octubre de 1885, el segundo de los tres hijos de Christian Bohr , [1] [2] profesor de fisiología en la Universidad de Copenhague, y Ellen Adler Bohr, proveniente de un rico judío danés. Familia prominente en los círculos bancarios y parlamentarios. [3] Tenía una hermana mayor, Jenny, y un hermano menor, Harald . [1] Jenny se convirtió en maestra, [2] mientras que Harald se convirtió en matemático y futbolista olímpico que jugó para el equipo nacional danés en los Juegos Olímpicos de verano de 1908en Londres. Bohr también era un futbolista apasionado, y los dos hermanos jugaron varios partidos para el Akademisk Boldklub (Club de Fútbol Académico) con sede en Copenhague , con Bohr como portero . [4]
Bohr se educó en la Escuela Latina Gammelholm, comenzando cuando tenía siete años. [5] En 1903, Bohr se matriculó en la Universidad de Copenhague . Su especialidad fue la física, que estudió con el profesor Christian Christiansen , el único profesor de física de la universidad en ese momento. También estudió astronomía y matemáticas con el profesor Thorvald Thiele y filosofía con el profesor Harald Høffding , amigo de su padre. [6] [7]
En 1905, la Real Academia Danesa de Ciencias y Letras patrocinó un concurso de medallas de oro para investigar un método para medir la tensión superficial de los líquidos que había propuesto Lord Rayleigh en 1879. Esto implicaba medir la frecuencia de oscilación del radio de Un chorro de agua. Bohr realizó una serie de experimentos utilizando el laboratorio de su padre en la universidad; La propia universidad no tenía laboratorio de física. Para completar sus experimentos, tuvo que hacer su propia cristalería , creando tubos de ensayo con las secciones transversales elípticas requeridas . Fue más allá de la tarea original, incorporando mejoras tanto en la teoría de Rayleigh como en su método, teniendo en cuenta laviscosidad del agua, y trabajando con amplitudes finitas en lugar de solo infinitesimales. Su ensayo, que presentó en el último minuto, ganó el premio. Más tarde, presentó una versión mejorada del documento a la Royal Society de Londres para su publicación en las Transacciones filosóficas de la Royal Society . [8] [9] [7] [10]
Harald se convirtió en el primero de los dos hermanos Bohr en obtener una maestría , que obtuvo en matemáticas en abril de 1909. Niels tardó otros nueve meses en obtener la suya. Los estudiantes tenían que presentar una tesis sobre un tema asignado por su supervisor. El supervisor de Bohr era Christiansen, y el tema que eligió fue la teoría electrónica de los metales. Posteriormente, Bohr elaboró su tesis de maestría en su tesis de Doctor en Filosofía (dr. Phil.) Mucho más grande . Examinó la literatura sobre el tema, estableciendo un modelo postulado por Paul Drude y elaborado por Hendrik Lorentz , en el que se considera que los electrones de un metal se comportan como un gas. Bohr extendió el modelo de Lorentz, pero aún era incapaz de explicar fenómenos como elEfecto Hall , y concluyó que la teoría de los electrones no podía explicar completamente las propiedades magnéticas de los metales. La tesis fue aceptada en abril de 1911 [11] y Bohr realizó su defensa formal el 13 de mayo. Harald había recibido su doctorado el año anterior. [12] La tesis de Bohr fue innovadora, pero atrajo poco interés fuera de Escandinavia porque estaba escrita en danés, un requisito de la Universidad de Copenhague en ese momento. En 1921, la física holandesa Hendrika Johanna van Leeuwen derivaría de forma independiente un teorema de la tesis de Bohr que hoy se conoce como el teorema de Bohr-van Leeuwen . [13]
En 1910, Bohr conoció a Margrethe Nørlund, la hermana del matemático Niels Erik Nørlund . [14] Bohr renunció a su membresía en la Iglesia de Dinamarca el 16 de abril de 1912, y él y Margrethe se casaron en una ceremonia civil en el ayuntamiento de Slagelse el 1 de agosto. Años más tarde, su hermano Harald dejó la iglesia de manera similar antes de casarse. [15] Bohr y Margrethe tuvieron seis hijos. [16] El mayor, Christian, murió en un accidente de navegación en 1934, [17] y otro, Harald, murió de meningitis infantil. [16] Aage Bohr se convirtió en un físico exitoso, y en 1975 recibió el Premio Nobel de física, al igual que su padre.Hans Bohr convirtió en un médico; Erik Bohr , ingeniero químico; y Ernest , un abogado. [18] Al igual que su tío Harald, Ernest Bohr se convirtió en un atleta olímpico, jugando al hockey sobre césped para Dinamarca en los Juegos Olímpicos de Verano de 1948 en Londres. [19]
Física
Modelo bohr
En septiembre de 1911, Bohr, apoyado por una beca de la Fundación Carlsberg , viajó a Inglaterra. En ese momento, era donde se estaba realizando la mayor parte del trabajo teórico sobre la estructura de los átomos y las moléculas. [20] Conoció a JJ Thomson, del Laboratorio Cavendish y del Trinity College de Cambridge . Asistió a conferencias sobre electromagnetismo impartidas por James Jeans y Joseph Larmor , e investigó sobre los rayos catódicos , pero no logró impresionar a Thomson. [21] [22] Tuvo más éxito con físicos más jóvenes como el australiano William Lawrence Bragg ,[23] y Ernest Rutherford de Nueva Zelanda, cuyo modelo del átomo de 1911 en el núcleo central pequeño de Rutherford había desafiadoel modelo deThomson en 1904 de pudín de ciruela . [24] Bohr recibió una invitación de Rutherford para realizar trabajos postdoctorales en la Universidad Victoria de Manchester , [25] donde Bohr conoció a George de Hevesy y Charles Galton Darwin (a quienes Bohr llamó "el nieto del verdadero Darwin "). [26]
Bohr regresó a Dinamarca en julio de 1912 para su boda y viajó por Inglaterra y Escocia en su luna de miel. A su regreso, se convirtió en un miembro privado de la Universidad de Copenhague, dando conferencias sobre termodinámica . Martin Knudsen presentó el nombre de Bohr para un docente , que fue aprobado en julio de 1913, y Bohr comenzó a enseñar a estudiantes de medicina. [27] Sus tres artículos, que luego se hicieron famosos como "la trilogía", [25] fueron publicados en la revista Philosophical Magazine en julio, septiembre y noviembre de ese año. [28] [29] [30] [31] Adaptó la estructura nuclear de Rutherford a Max PlanckLa teoría cuántica y así creó su modelo de Bohr del átomo. [29]
Los modelos planetarios de átomos no eran nuevos, pero el tratamiento de Bohr sí lo era. [32] Tomando el documento de 1912 de Darwin sobre el papel de los electrones en la interacción de las partículas alfa con un núcleo como punto de partida, [33] [34] avanzó la teoría de los electrones que viajan en órbitas alrededor del núcleo del átomo, con el Las propiedades químicas de cada elemento están determinadas en gran medida por el número de electrones en las órbitas externas de sus átomos. [35] Introdujo la idea de que un electrón podría caer de una órbita de mayor energía a una inferior, en el proceso emitiendo un cuanto de energía discreta. Esto se convirtió en la base de lo que ahora se conoce como la vieja teoría cuántica . [36]
En 1885, Johann Balmer había ideado su serie Balmer para describir las líneas espectrales visibles de un átomo de hidrógeno :
donde λ es la longitud de onda de la luz absorbida o emitida y R H es la constante de Rydberg . [37] La fórmula de Balmer fue corroborada por el descubrimiento de líneas espectrales adicionales, pero durante treinta años, nadie pudo explicar por qué funcionó. En el primer artículo de su trilogía, Bohr pudo derivarlo de su modelo:
donde m e es la masa del electrón, e es su carga, h es la constante de Planck y Z es el número atómico del átomo (1 para el hidrógeno). [38]
El primer obstáculo del modelo fue la serie Pickering , líneas que no se ajustaban a la fórmula de Balmer. Cuando Alfred Fowler desafió esto , Bohr respondió que fueron causados por helio ionizado , átomos de helio con un solo electrón. Se encontró que el modelo de Bohr funcionaba para tales iones. [38] A muchos físicos más antiguos, como Thomson, Rayleigh y Hendrik Lorentz , no les gustó la trilogía, pero la generación más joven, incluidos Rutherford, David Hilbert , Albert Einstein , Enrico Fermi , Max Born y Arnold Sommerfeld lo vieron como un gran avance. [39] [40]La aceptación de la trilogía se debió enteramente a su capacidad para explicar los fenómenos que obstaculizaban a otros modelos, y para predecir resultados que posteriormente fueron verificados por experimentos. [41] Hoy en día, el modelo de Bohr del átomo ha sido superado, pero sigue siendo el modelo más conocido del átomo, como aparece a menudo en los textos de física y química de la escuela secundaria. [42]
Bohr no disfrutaba enseñar a estudiantes de medicina. Decidió regresar a Manchester, donde Rutherford le había ofrecido un trabajo como lector en lugar de Darwin, cuyo mandato había expirado. Bohr aceptó. Se despidió de la Universidad de Copenhague, que comenzó tomando unas vacaciones en el Tirol con su hermano Harald y su tía Hanna Adler. Allí, visitó la Universidad de Gotinga y la Universidad Ludwig Maximilian de Munich., donde conoció a Sommerfeld y dirigió seminarios sobre la trilogía. La Primera Guerra Mundial estalló mientras estaban en Tirol, lo que complicó enormemente el viaje de regreso a Dinamarca y el posterior viaje de Bohr con Margrethe a Inglaterra, a donde llegó en octubre de 1914. Se quedaron hasta julio de 1916, momento en el cual había sido designado para el Catedrático de Física Teórica en la Universidad de Copenhague, un puesto creado especialmente para él. Su docencia fue abolida al mismo tiempo, por lo que aún tenía que enseñar física a estudiantes de medicina. Los nuevos profesores fueron presentados formalmente al Rey Christian X , quien expresó su alegría al conocer a un jugador de fútbol tan famoso. [43]
Instituto de fisica
En abril de 1917, Bohr comenzó una campaña para establecer un Instituto de Física Teórica. Obtuvo el apoyo del gobierno danés y de la Fundación Carlsberg, y la industria y los donantes privados también hicieron contribuciones importantes, muchos de ellos judíos. La legislación que estableció el Instituto se aprobó en noviembre de 1918. Ahora conocido como el Instituto Niels Bohr , se inauguró el 3 de marzo de 1921, con Bohr como su director. Su familia se mudó a un departamento en el primer piso. [44] [45] El instituto de Bohr sirvió como punto focal para los investigadores en mecánica cuántica y temas relacionados en las décadas de 1920 y 1930, cuando la mayoría de los físicos teóricos más conocidos del mundo pasaron un tiempo en su compañía. Llegadas tempranas incluyen Hans Kramersde los Países Bajos, Oskar Klein de Suecia, George de Hevesy de Hungría, Wojciech Rubinowicz de Polonia y Svein Rosseland de Noruega. Bohr llegó a ser ampliamente apreciado como su anfitrión agradable y eminente colega. [46] [47] Klein y Rosseland produjeron la primera publicación del Instituto incluso antes de su apertura. [45]
El modelo de Bohr funcionó bien para el hidrógeno, pero no pudo explicar elementos más complejos. Para 1919, Bohr se estaba alejando de la idea de que los electrones orbitaban el núcleo y desarrollaban heurísticas para describirlos. Los elementos de la tierra rara plantearon un problema particular de clasificación para los químicos, porque eran muy similares químicamente. Un importante avance se produjo en 1924 con el descubrimiento de Wolfgang Pauli del principio de exclusión de Pauli , que puso los modelos de Bohr en una base teórica firme. Bohr pudo entonces declarar que el elemento 72, aún no descubierto, no era un elemento de tierras raras, sino un elemento con propiedades químicas similares a las del circonio . Inmediatamente fue desafiado por el químico francés.Georges Urbain , quien afirmó haber descubierto un elemento 72 de tierras raras, al que llamó "celtium". En el Instituto de Copenhague, Dirk Coster y George de Hevesy aceptaron el desafío de probar que Bohr tiene razón y que Urbain está equivocado. Comenzar con una idea clara de las propiedades químicas del elemento desconocido simplificó en gran medida el proceso de búsqueda. Recorrieron muestras del Museo de Mineralogía de Copenhague en busca de un elemento similar al circonio y pronto lo encontraron. El elemento, que llamaron hafnio ( Hafnia es el nombre latino de Copenhague) resultó ser más común que el oro. [48] [49]
En 1922, Bohr recibió el Premio Nobel de Física "por sus servicios en la investigación de la estructura de los átomos y de la radiación que emanaba de ellos". [50] Por lo tanto, el premio reconoció tanto a la Trilogía como a su trabajo inicial en el campo emergente de la mecánica cuántica. Para su conferencia Nobel, Bohr le dio a su audiencia una revisión exhaustiva de lo que entonces se sabía sobre la estructura del átomo, incluido el principio de correspondencia , que él había formulado. Esto establece que el comportamiento de los sistemas descritos por la teoría cuántica reproduce la física clásica en el límite de los grandes números cuánticos . [51]
El descubrimiento de la dispersión de Compton por Arthur Holly Compton en 1923 convenció a la mayoría de los físicos de que la luz estaba compuesta de fotones y que la energía y el impulso se conservaban en las colisiones entre electrones y fotones. En 1924, Bohr, Kramers y John C. Slater , un físico estadounidense que trabajaba en el Instituto de Copenhague, propusieron la teoría de Bohr – Kramers – Slater.(BKS). Era más un programa que una teoría física completa, ya que las ideas que desarrolló no se desarrollaron cuantitativamente. La teoría BKS se convirtió en el intento final de comprender la interacción de la materia y la radiación electromagnética sobre la base de la antigua teoría cuántica, en la que los fenómenos cuánticos se trataban imponiendo restricciones cuánticas en una descripción de onda clásica del campo electromagnético. [52] [53]
Modelando el comportamiento atómico bajo radiación electromagnética incidente usando "osciladores virtuales" en las frecuencias de absorción y emisión, en lugar de las (diferentes) frecuencias aparentes de las órbitas de Bohr, los líderes Max Born, Werner Heisenberg y Kramers exploraron diferentes modelos matemáticos. Condujeron al desarrollo de la mecánica matricial , la primera forma de la mecánica cuántica moderna . La teoría BKS también generó discusión y renovó la atención a las dificultades en los fundamentos de la vieja teoría cuántica. [54] El elemento más provocativo de BKS (que el impulso y la energía no necesariamente se conservarían en cada interacción, sino solo estadísticamente) pronto demostró estar en conflicto con los experimentos realizados porWalther Bothe y Hans Geiger . [55] A la luz de estos resultados, Bohr informó a Darwin que "no hay nada más que hacer que dar a nuestros esfuerzos revolucionarios un funeral tan honorable como sea posible".
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