Tìm hiểu nhanh vật lí hạt (Phần 18)

Mô hình hạt nhân

Cảm thấy mình sắp tóm được thứ gì đó, nhưng thận trọng sợ nhầm lẫn và trước áp lực nặng nề của một phòng thí nghiệm tầm cỡ thế giới, Rutherford đã làm một việc mà mọi nhà khoa học lớn vẫn làm cho đến ngày nay: giao công trình không chắc ăn ấy cho một sinh viên. Chàng sinh viên “may mắn” ấy là Ernest Marsden (1889–1970) và các kết quả của anh không những xác nhận rằng các hạt alpha bị tán xạ rộng hơn so với kì vọng trong mô hình bánh bông lan, mà một số hạt alpha còn bị dội ngược trở lại nguồn.

Nhận thức này đánh dấu sự ra đời của mô hình hạt nhân nguyên tử. Các electron tích điện âm của Thomson được hình dung đang quay xung quanh một hạt nhân tí hon, khối lượng lớn, tích điện dương. Song mô hình này gặp những vướng mắc lớn: nói theo cổ điển thì những quỹ đạo như thế sẽ làm cho năng lượng của các electron rò rĩ ra khỏi nguyên tử hầu như tức thời, khiến chúng rơi vô vọng vào trong hạt nhân.

May thay cho Rutherford, một nghiên cứu sinh mới từ Đan Mạch đặt chân đến Anh đã không xin được vào Phòng thí nghiệm Cavendish của J.J. Thomson.

Mô hình hạt nhân

Phần còn lại (như họ nói) là lịch sử: một lịch sử được kể thật hay trong quyển Tìm hiểu Thuyết Lượng tử.

Chia nhỏ ánh sáng: photon

Tất nhiên, bạn không thể kể lại câu chuyện vật lí hạt mà không nói tới thuyết lượng tử - và chúng tôi sẽ không cố làm thế đâu. Thế nhưng câu chuyện Bohr, Heisenberg, Schrödinger, các đồng sự của họ và cuộc vật lộn của họ nhằm tìm hiểu sự vận hảnh của nguyên tử theo thuyết lượng tử hoàn toàn phản trực giác kia còn được kể ở những nơi khác nữa. Chúng ta sẽ phải lần theo một mối chỉ trong tấm thảm lượng tử kia, vì nó đưa chúng ta đến với một hạt “mới” khác nữa: photon.

Sau khi tiến hành các thí nghiệm với tia cathode trên lá kim loại, Philipp Lenard bắt đầu chuyển sang dùng ánh sáng, và ông tìm thấy rằng ánh sáng có thể đánh bật electron ra khỏi lá kim loại y hệt như tia cathode (bản thân chúng chính là các electron) đã làm.

photon