Sobre a experiência da folha de ouro de Rutherford

Ernest Rutherford, originalmente da Nova Zelândia, é considerado o pai da física nuclear por suas descobertas na estrutura atômica, embora Hantaro Nagaoka, um físico da Universidade Imperial de Tóquio, tenha proposto pela primeira vez a teoria do núcleo como é conhecido hoje. O "experimento da folha de ouro" de Rutherford levou à descoberta de que a maior parte da massa de um átomo está localizada em uma região densa agora chamada de núcleo. Antes do experimento inovador com folha de ouro, Rutherford recebeu o Prêmio Nobel por outras contribuições importantes no campo da química.

A teoria popular da estrutura atômica na época do experimento de Rutherford era o "pudim de ameixa modelo. "Este modelo foi desenvolvido em 1904 por J.J. Thompson, o cientista que descobriu o elétron. Essa teoria sustentava que os elétrons carregados negativamente em um átomo estavam flutuando em um mar de carga positiva - os elétrons sendo semelhantes a ameixas em uma tigela de pudim. Embora o Dr. Nagaoka tenha publicado sua teoria concorrente de que os elétrons orbitam um núcleo positivo, semelhante à forma como o planeta Saturno é orbitado por seus anéis, em 1904, o modelo do pudim de ameixa era a teoria prevalecente sobre a estrutura do átomo até ser refutado por Ernest Rutherford em 1911.

O experimento da folha de ouro foi conduzido sob a supervisão de Rutherford na Universidade de Manchester em 1909 por o cientista Hans Geiger (cujo trabalho acabou levando ao desenvolvimento do contador Geiger) e o estudante de graduação Ernest Marsden. Rutherford, chefe do departamento de física de Manchester na época do experimento, recebeu o crédito principal pelo experimento, pois as teorias resultantes são principalmente seu trabalho. O experimento da folha de ouro de Rutherford também é algumas vezes referido como o experimento Geiger-Marsden.

O experimento da folha de ouro consistiu em uma série de testes em que uma partícula de hélio carregada positivamente foi atirada em uma camada muito fina de folha de ouro. O resultado esperado era que as partículas positivas se movessem apenas alguns graus de seu caminho conforme passassem pelo mar de carga positiva proposto no modelo do pudim de ameixa. O resultado, no entanto, foi que as partículas positivas foram repelidas da folha de ouro em quase 180 graus em um pequena região do átomo, enquanto a maioria das partículas restantes não foram desviadas, mas sim passaram direto pelo átomo.

Os dados gerados a partir do experimento da folha de ouro demonstraram que o modelo do pudim de ameixa do átomo estava incorreto. A maneira como as partículas positivas ricocheteavam na folha fina indicava que a maior parte da massa de um átomo estava concentrada em uma pequena região. Como a maioria das partículas positivas continuaram em seu caminho original sem se mover, Rutherford deduziu corretamente que a maior parte do restante do átomo era espaço vazio. Rutherford chamou sua descoberta de "carga central", uma região mais tarde chamada de núcleo.

A descoberta de Rutherford do núcleo e da estrutura atômica proposta foi posteriormente refinada pelo físico Niels Bohr em 1913. O modelo de átomo de Bohr, também conhecido como modelo de Rutherford Bohr, é o modelo atômico básico usado hoje. A descrição de Rutherford do átomo estabeleceu a base para todos os modelos atômicos futuros e o desenvolvimento da física nuclear.