რეზერფორდის ოქროს კილიტაზე ექსპერიმენტის შესახებ

ერნესტ რეზერფორდი, წარმოშობით ახალი ზელანდიიდან, ითვლება ბირთვული ფიზიკის მამად ატომურ სტრუქტურაში აღმოჩენების გამო, მიუხედავად იმისა, რომ ჰანტარო ნაგაოკამ, ტოკიოს საიმპერატორო უნივერსიტეტის ფიზიკოსმა, პირველად შემოგვთავაზა ბირთვის თეორია, როგორც ცნობილია დღეს რეზერფორდის "ოქროს კილიტაზე ჩატარებულმა ექსპერიმენტმა" გამოიწვია აღმოჩენა, რომ ატომის მასის უმეტესი ნაწილი მდებარეობს მკვრივ რეგიონში, რომელსაც ახლა ბირთვი ეწოდება. ოქროს კილიტაზე ინოვაციური ექსპერიმენტის დაწყებამდე, რეზერფორდს მიენიჭა ნობელის პრემია ქიმიის დარგში სხვა მნიშვნელოვანი წვლილისთვის.

ატომური სტრუქტურის პოპულარული თეორია რუტერფორდის ექსპერიმენტის დროს იყო ”ქლიავის პუდინგი "ეს მოდელი შეიქმნა 1904 წელს ჯ.ჯ. ტომპსონის მიერ, მეცნიერის მიერ, რომელმაც აღმოაჩინა ელექტრონი. ამ თეორიის თანახმად, უარყოფითად დამუხტული ელექტრონები ატომში მცურავი პოზიტიური მუხტის ზღვაში ხვდებიან - ელექტრონები მსგავსია ქლიავის პუდინგის თასში. მიუხედავად იმისა, რომ დოქტორმა ნაგაოკამ გამოაქვეყნა თავისი კონკურენტული თეორია იმის შესახებ, რომ ელექტრონები დადებით ბირთვზე ტრიალებენ, მსგავსია პლანეტა სატურნის ორბიტაზე მისი ბეჭდები, 1904 წელს, ქლიავის პუდინგის მოდელი იყო გაბატონებული თეორია ატომის სტრუქტურაზე, სანამ ერნესტ რეზერფორდმა არ უარყო იგი 1911.

ოქროს კილიტაზე ექსპერიმენტი ჩატარდა რუტერფორდის მეთვალყურეობის ქვეშ, მანჩესტერის უნივერსიტეტში, 1909 წელს მეცნიერი ჰანს გეიგერი (რომლის მუშაობამ საბოლოოდ გამოიწვია გეიგერის დახლის განვითარება) და ბაკალავრიატის სტუდენტი ერნესტი მარსდენი. ექსპერიმენტის დროს მანჩესტერის ფიზიკის განყოფილების თავმჯდომარე რუტერფორდს ენიჭება პირველადი დამსახურება ექსპერიმენტისთვის, რადგან თეორიები, რომლებიც შედეგად წარმოიშვა, პირველ რიგში, მისი ნამუშევარია. რეზერფორდის ოქროს კილიტაზე ექსპერიმენტს ზოგჯერ გეიგერ-მარსდენის ექსპერიმენტსაც უწოდებენ.

ოქროს კილიტაზე ჩატარებული ექსპერიმენტი შედგებოდა მთელი რიგი ტესტებისა, რომელშიც დადებითად დამუხტული ჰელიუმის ნაწილაკი ესროლეს ოქროს ფოლგის ძალიან თხელ ფენას. მოსალოდნელი შედეგი იყო ის, რომ პოზიტიური ნაწილაკები რამდენიმე გრადუსით გადაადგილდებოდნენ მათი გზიდან, რადგან ისინი გადიოდნენ ქლიავის პუდინგის მოდელში შემოთავაზებული დადებითი მუხტის ზღვაში. შედეგი იყო ის, რომ პოზიტიური ნაწილაკები ოქროს ფოლგისგან თითქმის 180 გრადუსით მოიგერიეს ატომის მცირე რეგიონი, ხოლო დარჩენილი ნაწილაკების უმეტესობა საერთოდ არ იყო გადახრილი, არამედ გადიოდა პირდაპირ ატომი.

ოქროს ფოლგის ექსპერიმენტიდან მიღებულმა მონაცემებმა აჩვენა, რომ ატომის ქლიავის პუდინგის მოდელი არასწორი იყო. პოზიტიური ნაწილაკების თხელი კილიტადან გადახრის გზამ მიუთითა, რომ ატომის მასის უმეტესობა კონცენტრირებული იყო ერთ პატარა რეგიონში. იმის გამო, რომ პოზიტიური ნაწილაკების უმრავლესობა უცვლელი სახით განაგრძობდა თავის თავდაპირველ გზას, რეზერფორდმა სწორად გამოაცხადა, რომ ატომის უმეტეს ნაწილში ცარიელი ადგილი იყო. რეზერფორდმა თავის აღმოჩენას "ცენტრალური მუხტი" უწოდა, შემდეგში რეგიონმა ბირთვი დაასახელა.

რუტერფორდის მიერ ბირთვის აღმოჩენა და შემოთავაზებული ატომური სტრუქტურა მოგვიანებით ფიზიკოსმა ნილს ბორმა დახვეწა 1913 წელს. ბორის ატომის მოდელი, რომელსაც ასევე უწოდებენ Rutherford Bohr– ის მოდელს, არის ძირითადი ატომური მოდელი, რომელიც დღეს გამოიყენება. რეზერფორდის ატომის აღწერამ საფუძველი ჩაუყარა ყველა მომავალ ატომურ მოდელს და ბირთვული ფიზიკის განვითარებას.