ב- 1911ערך הפיזיקאי הניסויי ארנסט ראת'רפורד (Rutherford) ניסוי ברדיואקטיביות, תופעה שהתגלתה לאחרונה, כדי לחקור את מבנה החומר. הוא הניח מקור רדיואקטיבי כדי לשגר חלקיקים זעירים לעבר רדיד זהב דק. בניסוי הוא השתמש מונה גייגר כדי לזהות את החלקיקים ולראות מה קרה להם כשהם פגעו ברדיד. רתרפורד ערך ניסוי חלוצי זה במטרה למדוד את מבנה האטום. היוונים הקדמונים הציגו את הרעיון של אטומים – יחידות זעירות, בלתי ניתנות לחלוקה, של חומר קטן מכדי שניתן יהיה להבחין בו בעין בלתי מצויידת. רתרפורד השתמש בכלי חדש כדי לחקור עולם בלתי נראה זה.
כאשר רתרפורד למד רדיואקטיביות, התעוררה בו מבוכה. רעיונות קודמים של אטומים הובילו את רתרפורד להתייחס אל האטומים כחלקיקים הארוזים בחוזקה כמו גולות בתוך צנצנת. הוא ציפה שרוב הקליעים הרדיואקטיביים יפגעו ברדיד הזהב ויאטו את מהירותם, בשל הקטנת האנרגיה שלהם. עם זאת, כאשר הניח את מונה הגייגר מעבר לרדיד הזהב, הוא גילה שרוב החלקיקים עברו דרכו ללא שינוי או שהוסטו בזוויות קטנות בלבד. החלקיקים פעלו כאילו לא היה שם רדיד זהב! ראת'רפורד נאלץ להסיק כי אטומי הזהב עשויים מחלל ריק ברובו.
בניסוי הבא של רתרפורד הוא הניח את מונה גייגר באותו צד של המקור רדיואקטיבי. הוא לא ציפה למצוא חלקיקים בצד זה של רדיד הזהב. רתרפורד נדהם כאשר חלק קטן של החלקיקים שפגעו ברדיד, ביחס של 1 ל 1000 – נרתע חזרה לכיוון המקור הרדיואקטיבי. באותו רגע ראת'רפורד אמת "זה היה האירוע המדהים ביותר שקרה בחיי. זה היה מדהים באותה מידה אילו ירית פגז 15 אינץ על פיסת נייר והוא נרתע לאחור ופגע בך. " תוצאות הניסוי הצביעו על כך שרוב מסה של האטום נמצאת בליבה צפופה וקטנה – גרעין האטום. מדי פעם היה מגיע חלקיק פוגעע בגרעין ונרתע לאחור בכיוון ממנו הגיע. רתרפורד זכה לתובנה חדשה על מבנה האטום.
בראשית המאה ה- 20 היתה תחילתו של תור הזהב בפיזיקה האטומית. רתרפורד ועמיתיו מאוניברסיטת מנצ'סטר עשו ניסויים אלגנטיים רבים כדי לחקור אטומים. זה היה בימים שלפני המצאת פצצות אטום עצומות. הניסויים שלהם נבנו באמצעות כושר ההמצאה וורכיבים שניתן למצוא בחנות לחומרי בניין. רתרפורד היה גאה ביכולתו לערוך ניסויים גדולים באמצעות ציוד צנוע; הוא הכריז פעם שהוא יכול לעשות מחקר אפילו בקוטב הצפוני. רתרפורד זכה בפרס נובל בפיזיקה עבור עבודתו והפך למנהל מעבדת קוונדיש באוניברסיטת קיימברידג '. הוא סיים את חייו בתור לורד רתרפורד.
רתרפורד נולד למשפחה ענייה בניו זילנד, בהסתמך על מלגות זכה ללמוד בקולג 'ולנסוע להשתלמויות בחו"ל. הוא היה בעל מבנה גוף דובי גדול ובעל קול רועם ועז. רתרפורד נהג לטאטא במעבדת קוונדיש בכל ערב, כדי לשלוח אנשים הביתה – לא רק כדי להירגע ולבלות עם משפחותיהם, אלא כדי לחשוב טוב יותר על הניסויים שלהם! רתרפורד היה ללא ספק בוס קשוח, אבל ההתלהבות שלו לרעיונות חדשים ותגליות בפיזיקה סחפו סטודנטים רבים, שבקשו לעבוד איתו. הוא אוהב חשיבה ברורה והסברים פשוטים, ופעם אמר כי תיאוריה אינה טובה, אלא אם כן ניתן להסביר אותה לברמן.
Author: Chris Impey