Оге Бор

Биография

Датский физик Оге Нильс Бор родился в Копенгагене и был четвертым из шести сыновей Маргарет (в девичестве Норлунд) Бор и Нильса Бора. Воспитываясь в атмосфере Института теоретической физики (ныне Институт Нильса Бора) в Копенгагене, который возглавлял его отец, мальчик встречал многих ведущих физиков с мировыми именами.

Закончив гимназию в Сортсдаме, он начал изучать физику в Копенгагенском университете в 1940 г., в том самом году, когда Германия оккупировала Данию. Чтобы избежать неминуемого ареста службой гестапо, Нильс Бор в 1943 г. бежал в Швецию, где к нему присоединились все остальные члены семьи. После этого Оге сопровождал своего отца в Англию, а затем в США, где Бор-старший играл ведущую роль в Манхэттенском проекте по созданию атомной бомбы. В Лос-Аламосской научной лаборатории (штат Нью-Мексико) Б. был для своего отца секретарем и ассистентом во всех его делах.

Когда закончилась вторая мировая война, семейство Бор вернулось в Данию. Получив степень магистра в Копенгагенском университете в 1946 г., Б. стал ассистентом-исследователем в Институте теоретической физики. Он вернулся в Соединенные Штаты в 1949 г. для работы в Институте фундаментальных исследований в Принстоне (штат Нью-Джерси), а также для проведения исследований в Колумбийском университете. В Колумбийском университете И.А. Раби пробудил у Б. интерес к сверхтонкой структуре дейтерия, в частности к расщеплению линий его атомного спектра, и Б. остался здесь до 1950 г., чтобы выполнить теоретические исследования. Все это время он работал в одном кабинете с Джеймсом Рейнуотером, с которым он обсуждал фундаментальные вопросы строения атомного ядра.

Б. и Рейнуотер не были удовлетворены двумя предыдущими моделями атомного ядра. Одна из них, капельная модель, была выдвинута в 1936 г. отцом Б. В ней предполагалось, что протоны и нейтроны (собирательное название – нуклоны) удерживаются вместе ядерными силами во многом так же, как молекулы воды удерживаются в капле дождя. Капельная теория давала удовлетворительное объяснение таким явлениям, как деление ядра, но она не могла объяснить некоторые другие свойства ядра и прежде всего спектр возбужденных состояний.

Другая модель была предложена Марией Гепперт-Майер и И. Хансом Д. Йенсеном. Названная оболочечной моделью, она описывает движение нуклонов по независимым концентрическим орбитам, или оболочкам, внутри ядра, аналогичным электронным оболочкам в атоме. Согласно оболочечной модели, именно сумма всех сил, вызванных нуклонами, определяет поведение каждого индивидуального нуклона. В результате возникает так называемое поле сил, которое, как полагали Гепперт-Майер и Йенсен, имеет сферическую форму. Справедливость этой модели вызывала сомнение в связи с тем, что, как показывал эксперимент, распределение электрических зарядов, окружающих некоторые ядра, не сферично.

Послушав лекцию Чарлза Х. Таунса в 1949 г., Рейнуотер понял, что орбиты могут искажаться под действием центробежных сил. Аналогичные идеи пришли и к Б., поэтому по возвращении в Копенгаген в 1950 г. Б. и Бенжамин Р. Моттельсон начали совместную работу, пытаясь дать новое описание ядерной материи. Взяв за основу представления Рейнуотера, они создали синтетическую модель, объединяющую жидкостные свойства ядра с его оболочечной структурой. Эта модель получила название коллективной модели.

В коллективной модели поверхность ядра ведет себя как поверхность капли жидкости, однако оболочечная структура подвержена деформациям, которые проявляются на поверхности в форме колебаний и вращении. Если внешняя оболочка заполнена нуклонами, утверждают Б. и Моттельсон, то ядро имеет сферическую форму, если же внешняя оболочка заполнена не до конца, то форма ядра искажается и становится дыне-образной. В таком деформированном ядре, утверждают они, будут наблюдаться новые моды колебаний и вращении, включая поверхностные волны и колебания размеров ядра.

Коллективная модель позволила Б. и Моттельсону не только вычислить вероятные свойства деформированных ядер, но и подтвердить гипотезу Рейнуотера. О своих результатах они сообщили в 1953 г. В следующем году Б. получил докторскую степень в Копенгагенском университете, а в 1956 г. занял там пост профессора физики.

После смерти своего отца в 1962 г. Б. был назначен директором Института теоретической физики, на этом посту он оставался до 1970 г., когда после выхода в отставку начал новый период активной исследовательской работы. Он стал директором Нордического института теоретической атомной физики (Нордита) в 1975 г. Б., Моттельсон и Рейнуотер разделили в 1975 г. Нобелевскую премию по физике «за открытие взаимосвязи между коллективным движением и движением отдельной частицы в атомном ядре и развитие теории строения атомного ядра, базирующейся на этой взаимосвязи». В Нобелевской лекции Б. назвал свою работу с Моттельсоном «важным испытательным полигоном для многих общих идей ядерной динамики». Отклик на эти идеи, сказал он, «сыграл важную роль в развитии динамических концепций, простирающихся от небесной механики до спектров элементарных частиц»

Получив Нобелевскую премию, Б. продолжал теоретические исследования в Нордита вплоть до своего ухода в отставку в 1981 г. Он женился на Мариетте Беттине Соффер в 1950 г.; у них два сына и дочь. Три года спустя после смерти первой жены в 1978 г. он женился на Бенте Мейер. Любит слушать классическую музыку. Выступает за международную кооперацию научных исследований, называя ее «жизненным фактором развития самой науки», а также «средством укрепления знаний друг о друге и взаимопонимания между народами».

Среди прочих наград Б. можно назвать премию Дэнни Хейнемана Американского физического общества (1960), премию «За мирный атом», учрежденную Фондом Форда (1969), медаль Резерфорда Лондонского физического института (1972) и медаль Джона Прайса Уизерилла Франклиновского института (1974). Он обладает почетными учеными степенями университетов Осло, Гейдельберга, Трондхейма, Манчестера и Упсалы. Он член академий наук Дании, Норвегии, Швеции, Польши, Финляндии и Югославии, а также состоит членом американской Национальной академии наук. Американской академии наук и искусств, Американского философского общества и других профессиональных обществ.