Bên trong hạt nhân
Với các hạt alpha của mình, Rutherford đã đập trúng hạt nhân. Thế nhưng chính xác thì cái gì cấu tạo nên đám khối lượng tại tâm nguyên tử? Người ta biết rằng đặc tính của các nguyên tố được xác định bởi số nguyên tử, Z, của mỗi nguyên tố. Các nguyên tử thuộc một nguyên tố cho trước có Z electron có thể (trên nguyên tắc, chưa nói trên thực tế) bị tống khỏi, để lại một ion mang điện tích +Z.
Ngoài ra, một số nguyên tố có cùng số nguyên tử Z (và có hóa tính giống nhau) được biết có khối lượng nguyên tử khác nhau. Các nguyên tố này được gọi là đồng vị (rốt cuộc giải thích được vấn đề khối lượng nguyên tử không-nguyên đã khiến trước đây người ta phản đối giả thuyết nguyên tử). Điều gì đang xảy ra bên trong hạt nhân?
Proton
Rutherford tìm được rằng hạt nhân của các nguyên tố nặng được cấu tạo bởi các hạt nhân hydrogen. Bạn sẽ không giành được giải thưởng gì đâu nếu dự đoán rằng ông dùng hạt alpha để làm thế. Dựa trên việc tìm thấy hạt nhân hydrogen được tạo ra do việc bắn phá không khí bằng hạt alpha, ông tìm thấy rằng dùng hạt alpha bắn phá nitrogen (một thành phần chính của không khí) sẽ tạo ra một hạt nhân hydrogen ion hóa và oxygen.
Hạt nhân của các đồng vị khác nhau đều có khối lượng nguyên tử bằng bội số của khối lượng proton. Tuy nhiên, người ta không thể nói được hạt nhân chứa A proton.
Đề xuất ban đầu ấy, rằng có thêm A – Z electron có mặt trong hạt nhân, gặp phải vô số vấn đề cơ lượng tử (giam cầm các electron trong một không gian bé xíu như thế đồng nghĩa là chúng có một động lượng khổng lồ, theo Nguyên lí Bất định Heisenberg, và spin* lượng tử của hạt nhân nitrogen không có nghĩa nếu nó chứa 14 proton và 7 electron). Tất nhiên, dẫu sao chẳng ai tin vào thuyết lượng tử, và chắc chắn chẳng ai muốn có thêm những hạt mới để mà thêm rắc rối, vậy nên lúc ấy vấn đề còn bỏ ngỏ…
--
*Spin là một tính chất cơ lượng tử của một hạt liên hệ với moment động lượng của nó. Tên gọi gợi ý rằng bạn có thể nghĩ tới hạt đang quay xung quanh một trục, nhưng thực tế thì phức tạp hơn thế rất, rất nhiều…
TÌM HIỂU NHANH VẬT LÍ HẠT
Tom Whyntie & Oliver Pugh
Bản dịch của Thuvienvatly.com
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>
