ఆల్ఫా కిరణాల మీద అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ప్రయోగించి చేసిన ప్రయోగాలలో బీటా కిరణాల విచలనానికి విరుద్ధంగా ఆల్ఫా కిరణాల విచలనం ఉన్నట్టు తెలిసింది. కనుక ఆల్ఫా కిరణాలకి ధనవిద్యుదావేశం ఉండాలని అర్థమయ్యింది. విచలన దిశ విరుద్ధంగా ఉండడమే కాక ఆల్ఫా కిరణాలు విచలనం చెందిన మేర కూడా తక్కువే. అంటే ఆల్ఫా కిరణాల ద్రవ్యరాశి మరింత ఎక్కువ అన్నమాట. ఇంకా కచ్చితంగా చెప్పాలంటే లోగడ రూథర్ఫర్డ్ ప్రోటాన్లు అని పేరు పెట్టిన కణాల ద్రవ్యరాశి కన్నా ఆల్ఫా కిరణాల ద్రవ్యరాశి నాలుగు రెట్లు ఎక్కువ అని తెలిసింది.
భారాల నిష్పత్తి బట్టి చూస్తే ఆల్ఫా కిరణ రేణువులలో ఒక్కొక్క దాంట్లో నాలుగు ప్రొటాన్లు ఉండి ఉండాలని అనిపించింది. కాని అదే నిజమైతే ఆల్ఫా రేణువుల విద్యుదావేశం విలువ నాలుగు ప్రోటాన్ల విద్యుదావేశంతో సమానం కావాలి. కాని చూడబోతే దాని విద్యుదావేశం రెండు ప్రోటాన్ల విద్యుదావేశంతో సమానం. కనుక ఒక్కొక్క ఆల్ఫా రేణువులో నాలుగు ప్రోటాన్లతో పాటు రెండు ఎలక్‌ట్రాన్లు ఉండి వుండాలని అనుకున్నారు. ఈ రెండు ఎలక్‌ట్రాన్లు రెండు ప్రోటాన్లని తటస్థీకరిస్తాయి. పైగా ఎలక్‌ట్రాన్లని కలపడం వల్ల మొత్త ద్రవ్యరాశిలో పెద్దగా మార్పు రాదు.
ఓ ముప్పై
ఏళ్ల పాటు ఈ
ప్రోటాన్- ఎలక్‌ట్రాన్ సముదాయమే ఆల్ఫా రేణువు యొక్క అంతరంగ విన్యాసమని అనుకున్నారు. మరింత భారమైన, ధనావేశం గల మరెన్నో ఇతర రేణువుల విషయంలో కూడా ఇలాంటి సముదాయాల సహాయంతో అంతరంగ నిర్మాణాన్ని వివరించే ప్రయత్నం చేశారు. కాని ఇలా ఊహించుకోవడం వల్ల కొత్త సమస్యలు తలెత్తాయి. ఆల్ఫా రేణువులు ఆరు చిన్న చిన్న రేణువుల సముదాయం అని అనుకోడానికి కొన్ని సైద్ధాంతిక అభ్యంతరాలు అడ్డుపడ్డాయి.
ఇలా ఉండగా 1932 లో రూథర్ఫర్డ్ చేసిన సూచనల అనుసారం, ఇంగ్లీష్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త జేమ్స్ చాడ్విక్ (1891-1974) ఓ కొత్త రేణువుని కనుక్కున్నాడు. ద్రవ్యరాశిలో ఇది ఇంచుమించు ప్రోటాన్ తో సమానం. కాని దీని విద్యుదావేశం సున్నా. విద్యుదావేశ పరంగా తటస్థంగా (neutral) ఉంది
కనుక దీనికి న్యూట్రాన్ (neutron) అని
పేరు పెట్టారు.
జేమ్స్ చాడ్విక్
వెర్నెర్ కార్ల్ హైసెన్బర్గ్ (1901-1976) అనే జర్మన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త ఒక సందర్భంలో అధిక భారం కలిగి, ధన విద్యుదావేశం గల రేణువుల అంతరంగ నిర్మాణాన్ని ప్రోటాన్- ఎలక్‌ట్రాన్ సముదాయాలతో కాక ప్రోటాన్-న్యూట్రాన్ సముదాయాలతో వివరించవచ్చని సూచించాడు. ఈ సూచన ప్రకారం ఆల్ఫా రేణువులో ఉండేది రెండు ప్రోటాన్లు, రెండు న్యూట్రాన్లు అనుకోవాలి. అప్పుడు దాని మొత్తం విద్యుదావేశం రెండు ప్రోటాన్ల తో సమానం అయితే, భారం ఇంచుమించు నాలుగు ప్రోటాన్లతో సమానం.
ఆల్ఫా రేణువులో ఆరు రేణువులకి బదులు కేవలం నాలుగు రేణువులే కలిగి ఉండడం సైద్ధాంతిక భౌతిక శాస్త్రవేత్తలకి సంతోషాన్నిచ్చింది. అలాంటి ఏర్పాటుని వాళ్లు
అల్లిన సిద్ధాంతాలన్నీ చక్కగా సమర్ధించాయి. ఈ ప్రోటాన్-న్యూట్రాన్ వర్ణననే ఇప్పటికీ అనుసరిస్తున్నారు.
(ఇంకా వుంది)
0 comments