Konuyu biraz daha ileri götürelim. Bu fotoğraf her ne kadar ödül almış olsa da aslında gördüğümüz tam olarak atomun kendisi değil. Atomları en güçlü mikroskoplar bile görüntüleyemez çünkü, ışığın dalga boyu atomdan neredeyse 1000 kat daha büyük ve atoma çarpıp yansıma yaparak görüntü gözümüze ulaşmaz.
Peki, burada ne yapmışlar: Kullanılan atom stronsiyum, bu atom 28 protonludur yani oldukça iri bir atomdur. Fakat gene de ışığı yansıtamaz. Resimde görüldüğü üzere 2mm boşluğu olan iki metal elektrot arasında atom stabil hale getirilmiş ve güçlü lazer ışınlarına maruz bırakılmış. Güçlü lazer ışınları atomun etrafındaki elektronları uyarmış ve daha yüksek enerjili hale getirmiş, bu yüksek enerjili hale geçiş elektronların ışımasına neden olmuş (elektronlar yüksek enerji seviyesinden düşük enerji seviyesine geçtiklerinde veya düşük enerji seviyesinden yüksek enerji seviyesine geçtiklerinde foton saçarlar). Fotoğraf makinesi yüksek pozlama ayarına getirilmiş, yani uzun süre ışık algılayıcısı açık bırakılmış. Kısacası görünen şey atomun kendisi değil, atomun etrafında dönen elektronların ışıması.
Şimdi sorunuz şu hale getirilebilir, "her ne halt etsek de göremediğimiz atomların yapısını nereden biliyoruz?"
Atom ile ilgili il fikirler antik Yunan felsefecilerine kadar gider, devamında özellikle aydınlanma döneminde modern kimyanın ortaya çıkması, farklı elementlerin doğasını yavaş yavaş anlamamızı sağladı, atomun yapısını anlayabilmek için fizikçilerin de konuya dahil olması kaçınılmazdı ve bu noktadan sonra yapılan her buluş atomun yapısını basamak basamak anlamamızı sağladı.
Elektrik üzerine çalışmalar yapan William Crokes havası boşaltılmış bir tüpün içine farklı tipte gazları düşük basınçta verip tüpün her iki ucuna yüksek gerilim uyguladı ve eksi uçtan artı uca doğru hareket eden ışınları gözlemledi (eski tüplü televizyonlardaki tüpün ilk versiyonu). İngiliz fizikçi Thomson bu tüpler üzerinde çalışmaya başladı. Artı uç (anot) tarafına bir delik açtı ve karşısına floresan ekran (flüoresan bir fosforla kaplanmış saydam bir ekran türüdür) koydu, bu ışınların çarptığı ekranda küçük noktalar halinde parlamalar keşfetti, yani ışınlar parçacıklıydı. Sonra bunların elektrik yükünü merak etti ve yollarının üzerine elektrik yüklü metal levhalar koydu, ışınlar "+" yüklü levhaya kaydığını görünce (zıt kutuplar birbirlerini çeker) ışınların "-" yüklü olduğunu anlamış oldu. Artık bir parçacık ile uğraştığını fark eden Thomson karakteristik özelliklerini anlamaya çalıştı ve parçacığın hızının önemli bir veri olabileceğini düşündü. Karşı elektrik ve manyetik alan yaratarak farklı gazlar ile deneyleri tekrarladı ve her defasında aynı yük/kütle değerine ulaştı, o halde bu parçacık elementten bağımsız temek bir parçacık olmalıydı ve ismini " elektron" olarak tanımladı.
Sonrasında resmin içine Ernest Rutherford giriyor. Marie Curie ve Pierre Curie önceden çok kolaylıkla bozunan uranyum ve toryum atomları üzerinde çalışmalar yapmışlardı ve bu bozunmaya "radyoaktivite" olarak tanımlamışlardı. Rutherford bu ışımaları karakteristiklerine ayırdı ve alfa, beta, gama ışımalarını tanımladı. Hazırladığı bir deney düzeneğinde artı yüklü (artı yük burada önemli çünkü, atom çekirdeği de artı yük olduğundan ışınların bir kısmını saptıracak ve geriye yansıtacaktır) alfa parçacıklarını çok ince altın levhaya gönderdi, parçacıkların çoğu geçti, çok az bir kısmının ise saptığını veya gerisin geriye sekme yaptığını gözlemledi ve şunu fark etti "çok küçük hacimli, artı yüklü, boşlukları olan bir tanecik". Bu tanecik atomun merkezinde olmalıydı ve buna "çekirdek" ismini verdi. Çalışmalar bununla da bitmedi, farklı gazlar üzerinde deneylerine devam etti ve çekirdeğe artı yük kazandıran parçacığı keşfetti bu parçacığın ismini "proton" olarak tanımladı.
Fark ettiyseniz şu ana kadar anlattıklarım çok basit deney düzenekleri ile yapılmış keşifler. Bu kısma kadar olan bölüm bile atomun temel yapıtaşlarını ortaya çıkarmaya yetmiştir. Bu çalışmalardan sonra atomun doğasını anlayabilmek kuantum fizikçilerinin işi olmuştur. Konu oldukça uzun ve detaylıdır. Zaten Evrim Ağacında bu konu hakkında yazılmış çok detaylı bir makale mevcut. Kaynak kısmına ekliyorum ve kuantum fiziği ile ilgili detayları okumayı size bırakıyorum. [1]
Kaynaklar
- L. Özkarayel, et al. Atom Nedir? Atomları Nasıl Keşfettik? Maddenin Yapıtaşını Açıklayan Atom Teorisi, Zamanla Nasıl Evrimleşti?. (31 Mayıs 2011). Alındığı Tarih: 4 Ocak 2024. Alındığı Yer: Evrim Ağacı | Arşiv Bağlantısı
