La imagen más instantáneamente reconocible de un átomo se asemeja a un sistema solar en miniatura, con las trayectorias concéntricas de los electrones formando las órbitas planetarias y el núcleo en el centro como el sol. En julio de 1913, el físico danés Niels Bohr publicó el primero de una serie de tres artículos en los que presentaba este modelo del átomo, que pasó a conocerse simplemente como el átomo de Bohr.

Bohr, uno de los pioneros de la teoría cuántica, había tomado el modelo atómico presentado unos años antes por el físico Ernest Rutherford y le había dado un giro cuántico.

Rutherford había hecho el sorprendente descubrimiento de que la mayor parte del átomo es espacio vacío. La mayor parte de su masa se encuentra en un núcleo central cargado positivamente, que es 10.000 veces más pequeño que el propio átomo. El denso núcleo está rodeado por un enjambre de diminutos electrones cargados negativamente.

Bohr, que trabajó durante un periodo clave en 1912 en el laboratorio de Rutherford en Manchester (Reino Unido), estaba preocupado por algunas incoherencias en este modelo. Según las reglas de la física clásica, los electrones acabarían descendiendo en espiral hacia el núcleo, provocando el colapso del átomo. El modelo de Rutherford no daba cuenta de la estabilidad de los átomos, por lo que Bohr recurrió al floreciente campo de la física cuántica, que se ocupa de la escala microscópica, en busca de respuestas.

Bohr sugirió que en lugar de zumbar aleatoriamente alrededor del núcleo, los electrones habitan órbitas situadas a una distancia fija del núcleo. En esta imagen, cada órbita está asociada a una energía particular, y el electrón puede cambiar de órbita emitiendo o absorbiendo energía en trozos discretos (llamados cuantos). De este modo, Bohr pudo explicar el espectro de luz emitido (o absorbido) por el hidrógeno, el más simple de todos los átomos.

Bohr publicó estas ideas en 1913 y durante la siguiente década desarrolló la teoría con otros para intentar explicar átomos más complejos. En 1922 recibió el premio Nobel de física por su trabajo.

Sin embargo, el modelo era engañoso en varios aspectos y estaba destinado al fracaso. El campo de la mecánica cuántica, que estaba madurando, reveló que era imposible conocer simultáneamente la posición y la velocidad de un electrón. Las órbitas bien definidas de Bohr fueron sustituidas por «nubes» de probabilidad en las que es probable que se encuentre un electrón.

Pero el modelo allanó el camino para muchos avances científicos. Todos los experimentos que investigan la estructura atómica -incluidos algunos en el CERN, como los del antihidrógeno y otros átomos exóticos en el Decelerador de Antiprotones, y en el Separador de Masas de Isótopos en Línea (ISOLDE)- pueden remontarse a la revolución de la teoría atómica que Rutherford y Bohr iniciaron hace un siglo.

«Toda la física atómica y subatómica se ha basado en el legado de estos distinguidos caballeros», afirma Peter Butler, de la Universidad de Liverpool, que trabaja en ISOLDE.