|
|
Of de geheimen van het
atoom. Tegen het einde van de 19de eeuw was het duidelijk dat het idee uit
1808 van de Engelse chemicus John Dalton dat het atoom
enkelvoudig en ondeelbaar was, niet klopte. Er was al een subatomair deeltje
ontdekt, het elektron, en onderzoek door de in Nieuw-Zeeland geboren
Ernest Rutherford (1871-1937) tussen 1906 en 1908 had aangetoond wat
voor buitengewoon object het atoom in werkelijkheid was. Zijn experimenten
bestonden uit het afvuren van heliumatomen op dunne platen goud of platina.
De meeste gingen er recht doorheen, maar enkele werden afgebogen, alsof ze
iets hards hadden geraakt. Rutherford concludeerde hieruit dat het atoom ui
een minuscule kern bestond, de nucleus (inmiddels is aangetoond dat deze
éénhonderdduizendste van het volume van het atoom beslaat), omgeven door
elektronen.
Het atoom van Rutherford was een briljante stap voorwaarts, waarmee
eindelijk de eigenschappen van elementen konden worden verklaard. De kern
van een atoom, stelde hij, bestaat uit protonen die een positieve
elektrische lading hebben. Deze wordt in balans gehouden door de negatieve
lading van de elektronen, die in een soort baan rond de protonen dansen. In
1934 ontdekte de Britse natuurkundige James Chadwich
(1891-1974) een ander deeltje, het neutron, dat dezelfde massa had als het
proton maar geen lading bezat. Hij concludeerde dat protonen en neutronen
samen de kern vormen.
Eenvoud is in de wetenschap zelden een lang leven beschoren. Chemici waren
gelukkig met de atomen, vervolgens met atomen die uit twee delen bestonden,
en moesten nu het idee van de drie deeltjes aanvaarden. Maar daar hield het
niet mee op. In 1930 stelde de Britse natuurkundige Paul Dirac
(1902-1984), op basis van wiskundige analyse, dat elk deeltje een
overeenkomstig antideeltje moest bezitten, gelijk in massa maar tegengesteld
in lading.
Twee jaar later ontdekte de Amerikaan Carl Anderson
(1905-1991) het 'anti-elektron' of positron, waarmee hij het gelijk van
Dirac bewees. De verzameling deeltjes begon te groeien en leek de
natuurkundigen uit te dagen om ze te structureren in een model waarin alle
deeltjes hun plaats zouden krijgen. Zou zou men zichtbaar kunnen maken hoe
materie is opgebouwd. Wetenschappers zijn tot op de dag van vandaag met dat
proces bezig, waarbij ze deeltjesversnellers met steeds grotere energie
gebruiken om deeltjes te laten botsen en de resultaten te vergelijken.
Het zijn nu de theoretici die de leiding hebben genomen. Hun modellen
suggereren het mogelijke bestaan van nieuwe deeltjes en de experimentele
natuurkundigen moeten deze nu zien te vinden. Het tegenwoordige model van
het atoom, gebaseerd op quarks en gluonen, staat bekend als het
standaardmodel en heeft tot nu toe aan alle experimentele tests voldaan.
Maar als we de geschiedenis bekijken dan is het niet waarschijnlijk dat het
laatste woord hierover ooit gesproken zal worden. |
|
|
|
|
|
|
