A Ernest Rutherford, originario de Nueva Zelanda, se le atribuye el mérito de ser el padre de la física nuclear por sus descubrimientos en la estructura atómica, a pesar de que Hantaro Nagaoka, un físico de la Universidad Imperial de Tokio, propuso por primera vez la teoría del núcleo como se lo conoce hoy. El "experimento de la lámina de oro" de Rutherford llevó al descubrimiento de que la mayor parte de la masa de un átomo se encuentra en una región densa que ahora se llama núcleo. Antes del innovador experimento de la lámina de oro, Rutherford recibió el Premio Nobel por otras contribuciones clave en el campo de la química.
Historia
La teoría popular de la estructura atómica en el momento del experimento de Rutherford era el "pudín de ciruela modelo. "Este modelo fue desarrollado en 1904 por J.J. Thompson, el científico que descubrió el electrón. Esta teoría sostenía que los electrones cargados negativamente en un átomo flotaban en un mar de carga positiva, siendo los electrones similares a las ciruelas en un cuenco de pudín. Aunque el Dr. Nagaoka había publicado su teoría en competencia de que los electrones orbitan un núcleo positivo, similar a la forma en que el planeta Saturno está orbitado por Sus anillos, en 1904, el modelo de pudín de ciruela fue la teoría predominante sobre la estructura del átomo hasta que Ernest Rutherford la refutó en 1911.
Función
El experimento de la lámina de oro se llevó a cabo bajo la supervisión de Rutherford en la Universidad de Manchester en 1909 por el científico Hans Geiger (cuyo trabajo finalmente condujo al desarrollo del contador Geiger) y el estudiante de pregrado Ernest Marsden. Rutherford, presidente del departamento de física de Manchester en el momento del experimento, recibe el crédito principal por el experimento, ya que las teorías resultantes son principalmente su trabajo. El experimento de la lámina de oro de Rutherford también se conoce a veces como el experimento de Geiger-Marsden.
Características
El experimento de la lámina de oro consistió en una serie de pruebas en las que se disparó una partícula de helio cargada positivamente contra una capa muy delgada de lámina de oro. El resultado esperado fue que las partículas positivas se moverían solo unos pocos grados de su trayectoria al pasar por el mar de carga positiva propuesto en el modelo de pudín de ciruela. El resultado, sin embargo, fue que las partículas positivas fueron repelidas de la lámina de oro por casi 180 grados en una muy pequeña región del átomo, mientras que la mayoría de las partículas restantes no se desviaron en absoluto, sino que pasaron directamente a través del átomo.
Significado
Los datos generados a partir del experimento de la lámina de oro demostraron que el modelo de pudín de ciruela del átomo era incorrecto. La forma en que las partículas positivas rebotaron en la fina lámina indicaba que la mayor parte de la masa de un átomo estaba concentrada en una pequeña región. Debido a que la mayoría de las partículas positivas continuaron en su camino original sin moverse, Rutherford dedujo correctamente que la mayor parte del resto del átomo era espacio vacío. Rutherford denominó su descubrimiento "la carga central", una región que más tarde se denominó núcleo.
Potencial
El descubrimiento de Rutherford del núcleo y la estructura atómica propuesta fue posteriormente refinado por el físico Niels Bohr en 1913. El modelo del átomo de Bohr, también conocido como modelo de Rutherford Bohr, es el modelo atómico básico que se utiliza en la actualidad. La descripción de Rutherford del átomo sentó las bases para todos los modelos atómicos futuros y el desarrollo de la física nuclear.