Imaginea cea mai ușor de recunoscut a unui atom seamănă cu un sistem solar în miniatură, cu căile concentrice ale electronilor formând orbitele planetare și nucleul în centru, ca soarele. În iulie 1913, fizicianul danez Niels Bohr a publicat prima dintr-o serie de trei lucrări în care a prezentat acest model al atomului, care a devenit cunoscut pur și simplu sub numele de atomul Bohr.

Bohr, unul dintre pionierii teoriei cuantice, a preluat modelul atomic prezentat cu câțiva ani mai devreme de fizicianul Ernest Rutherford și i-a dat o întorsătură cuantică.

Rutherford a făcut descoperirea surprinzătoare că cea mai mare parte a atomului este spațiu gol. Marea majoritate a masei sale este localizată într-un nucleu central încărcat pozitiv, care este de 10.000 de ori mai mic decât atomul însuși. Nucleul dens este înconjurat de un roi de electroni minusculi, încărcați negativ.

Bohr, care a lucrat pentru o perioadă cheie în 1912 în laboratorul lui Rutherford din Manchester, în Marea Britanie, era îngrijorat de câteva neconcordanțe ale acestui model. Conform regulilor fizicii clasice, electronii ar fi coborât în cele din urmă în spirală în nucleu, provocând colapsul atomului. Modelul lui Rutherford nu explica stabilitatea atomilor, așa că Bohr a apelat la domeniul în plină dezvoltare al fizicii cuantice, care se ocupă de scara microscopică, pentru a găsi răspunsuri.

Bohr a sugerat că, în loc să bâzâie la întâmplare în jurul nucleului, electronii locuiesc pe orbite situate la o distanță fixă față de nucleu. În această imagine, fiecare orbită este asociată cu o anumită energie, iar electronul poate schimba orbita prin emiterea sau absorbția de energie în bucăți discrete (numite cuante). În acest fel, Bohr a reușit să explice spectrul de lumină emis (sau absorbit) de hidrogen, cel mai simplu dintre toți atomii.

Bohr a publicat aceste idei în 1913 și, în deceniul următor, a dezvoltat teoria împreună cu alții pentru a încerca să explice atomi mai complecși. În 1922, el a fost recompensat cu premiul Nobel pentru fizică pentru munca sa.

Cu toate acestea, modelul a fost înșelător în mai multe moduri și, în cele din urmă, a fost destinat eșecului. Domeniul în curs de maturizare al mecanicii cuantice a dezvăluit că era imposibil să cunoști simultan poziția și viteza unui electron. Orbitele bine definite ale lui Bohr au fost înlocuite cu „nori” de probabilitate în care este probabil să se afle un electron.

Dar modelul a deschis calea pentru multe progrese științifice. Toate experimentele care investighează structura atomică – inclusiv unele de la CERN, cum ar fi cele asupra antihidrogenului și a altor atomi exotici la Deceleratorul de antiprotoni și la Separatorul de masă de izotopi în linie ( ISOLDE) – pot fi urmărite până la revoluția în teoria atomică pe care Rutherford și Bohr au început-o cu un secol în urmă.

„Toată fizica atomică și subatomică a fost construită pe moștenirea acestor distinși domni”, spune Peter Butler de la Universitatea din Liverpool, care lucrează la ISOLDE.