Профессор Манчестерского университета

«Впервые Резерфорд появился в этом здании, мне кажется, с профессором Ганом. Они работали вместе в Монреале, а потом переехали сюда... Вот то первое впечатление, которое он на меня произвел. Он остановился внизу и спросил: «Где комната профессора?» Я сказал ему: «Здесь», и он поднялся вверх по лестнице, перескакивая сразу через три ступеньки. Правда, потом он вывихнул колено, играя в гольф, и это помешало ему играть в гольф и так перепрыгивать через ступени. Нам казалось ужасным, что профессор поднимается по лестнице таким способом, это как бы роняло его в наших глазах. Потому что, знаете ли (и даже Резерфорд знал об этом), его считали Богом Всемогущим. Однажды Резерфорд так и сказал и ужасно смеялся над этим.»

Этими словами Вильям Кэй начинает воспоминания о профессоре Резерфорде, занимавшем «лэнгворсианскую» кафедру Манчестерского университета в течение 12 лет (1907 — 1919 годы). Все это время Вильям Кэй был личным ассистентом Резерфорда. Когда Кэю было уже около 80 лет, с ним беседовал американский профессор Самуэль Дэвонс. Он записал воспоминания Кэя о Резерфорде.

В момент знакомства с Кэем Резерфорду было 36 лет. Но выглядел он еще моложе, особенно в сравнении со своим предшественником англичанином немецкого происхождения Артуром Шустером. Тот был стар и солиден, как и положено профессору. Однако новую физику XX века создавали молодые люди.

Однажды манчестерскую лабораторию Резерфорда посетил министр просвещения Японии барон Кикучи, который был, кроме того, довольно известным физиком. Сопровождал его Артур Шустер. Резерфорд познакомил японского министра с работой лаборатории. Позднее, ос­тавшись вдвоем с Шустером, Кикучи спросил: «Я полагаю, что Резерфорд, которого вы мне представили, сын знаменитого профессора Резерфорда?» И тоже был нема­ло удивлен, узнав правду.

К этому времени Резерфорд уже в самом деле был знаменитостью — первой знаменитостью в Манчестерском университете, получившем   статус самостоятельного высшего учебного заведения лишь в 1903 году. Ранее он назывался Оуэнс-колледжем и был отделением универси­тета Королевы Виктории. В университет Королевы Вик­тории, кроме Манчестерского, входили также отделения в городах Ливерпуле и Лидсе. Конечно, здесь были свои знаменитости, чьи имена навсегда вошли в историю физи­ки. В XIX веке, например, кафедрой физики университета Королевы Виктории руководили Джон Дальтон, а затем его ученик Джеймс Прескотт Джоуль.

Так случилось, что именно здесь, в Манчестере, Джон Дальтон придал атомистике непоколебимую научную силу. Древнегреческая идея о неделимости атома благо­даря Дальтону предстала перед учеными как завершен­ная научная теория.

И вот в Манчестер приехал Резерфорд, поколебав­ший эту теорию.

Физическая лаборатория, которой заведовал Резер­форд, была основана в 1900 году. В ней велись главным образом низкотемпературные (криогенные) исследова­ния. Например, изучались физические свойства жидкого воздуха, различных газов. В лаборатории имелось спе­циальное оборудование для работ такого рода. Резер­форд писал матери, что его лаборатория в Манчестере очень хороша, хотя и не строилась на такие щедрые пожертвования, как монреальская, детище канадского мил­лионера Макдональда.

Резерфорд начал с подготовки аппаратуры для наме­ченных исследований α-частиц. О темпе этих подготови­тельных работ ученик Резерфорда Робинсон говорил: «Хотя Резерфорд и не гнался за роскошным оборудова­нием, он был очень требователен к аппаратуре; и тем не менее он оборудовал установку для изучения эманации менее чем за три недели после того, как покинул Монре­аль».

Эрнест Марсден, окончивший Манчестерский универ­ситет и ставший сотрудником Резерфорда, однажды ска­зал: «Сколько в нем было энергии и энтузиазма... Резер­форд был тигром в работе».

В манчестерской лаборатории Резерфорд познакомил­ся с молодым научным сотрудником Гансом Гейгером, недавно приехавшим из Германии, а также с новозеланд­ским исследователем Гарольдом Робинсоном и англича­нином студентом-физиком Томасом Ройдсом, специализировавшимся по спектроскопии еще под руководством Шустера. Вскоре они стали первыми и ближайшими помощниками Резерфорда в его многочисленных опытах по изучению α-частиц.

Ганс Гейгер занимал в лаборатории должность науч­ного сотрудника по исследованиям. Он почти не принимал участия в обучении студентов-физиков; его обязанностью была научно-исследовательская работа. Резерфорд рассказал ему о своей идее ионизационного метода счёта α-частиц и предложил заняться разработкой этой идеи. В результате работы молодого одаренного немецкого физика были созданы знаменитые ионизационные счетчики Гейгера, которые и поныне продолжают оставаться незаменимыми в арсенале ученого и инженера-атомника.

Гейгер также участвовал в опытах Резерфорда по счёту сцинтилляций.

Эти опыты были начаты в Манчестере в 1908 году у после того, как Венская академия наук прислала 400 миллиграммов радия (через 20 лет за них было уплачено 3000 фунтов). Не так просто было хранить и подготовить к опытам этот драгоценный запас, и поэтому Резерфорд убедил своего друга профессора Бертрана Болтвуда приехать на время из Монреаля в Манчестер и помочь ему. Вдвоем они создали аппаратуру для обезвоживания радиоактивных солей и очистки радона от примесей. Были также разработаны способы хранения радия в течение длительного срока с достаточной безопасностью для персонала лаборатории. Резерфорд и Гейгер приступили к счету сцинтилляций. Резерфорд еще в первом издании своей книги «Радиоактивные вещества и их излучения», заключавшей итоги его работы в Монреале, писал, что наблюдение сцинтилляций на экране из сернистого цинка — очень удобный способ счета α-частиц, если принять, что каждая α-частица, ударяясь об экран, вызывает вспышку. Опыты в манчестерской лаборатории привели Резерфорда к твердому убеждению, что каждая сцинтилляция соответствует одной α-частице. Это вызвало сенсацию среди физиков. Ведь впервые перед ними открылась возможность как бы наблюдать визуально за поведением отдельных атомов.

Считали сцинтилляции в затемненной лаборатории, это было очень утомительным делом. Резерфорд, Гейгер, а затем и Марсден проводили по нескольку часов, не­отрывно наблюдая за экраном, на котором происходили десятки и сотни тысяч вспышек.

Вот что пишет Гейгер об этих днях.

«Я вспоминаю его таинственную лабораторию в верхней части здания, под самой крышей. В ней хранил­ся запас эманации, и здесь им были выполнены многие известные работы, связанные с ее изучением. В памяти возникает также мрачный погреб, в котором Резерфорд устанавливал свои чувствительные приборы для изуче­ния α-частиц. Тот, кто спускался туда по двум ступень­кам, прежде всего, слышал в темноте голос профессора, предупреждавшего, что помещение пересекает на высо­те головы горячий трубопровод, и, кроме того, необходимо осторожно, чтобы не упасть, перешагнуть две водо­проводные трубы. После этого, наконец, в слабом свете вошедший различал самого Резерфорда, сидящего у при­бора. Тотчас же великий ученый мог начать рассказы­вать в собственном неподражаемом стиле о развитии своих работ и о трудностях, которые приходится преодо­левать...»

Гейгер вспоминал, что только ему одному пришлось подсчитать в общей сложности миллион α-частиц.

Резерфорд и Гейгер определили, что в одну секунду из одной тысячной грамма радия излучается 130 тысяч α -частиц. Точность этой цифры не могла подвергнуться сомнению, хотя в ее установлении использовался человеческий глаз.

Очень важным в этих опытах было то, что мощность потока α-частиц окончательно убеждала Резерфорда в правильности возникшей у него ранее мысли использо­вать α-частицы для проникновения в атом. И он был прав: дальнейшие опыты с α-частицами привели его к сенсационным открытиям.

В 1908 году Резерфорду за выдающиеся работы мон­реальского периода была присуждена Нобелевская пре­мия по химии. (Заметим, что впоследствии Нобелевская премия присуждалась многим ученикам Резерфорда, а в 1978 году ее получил 84-летний академик П. Л. Капи­ца, о работе которого с Резерфордом много говорится в этой книге.)

Осенью Резерфорд с женой выехал в Стокгольм для получения Нобелевской премии. В августе, за несколько месяцев до отъезда, ученому исполнилось 37 лет. Он был одним из самых молодых нобелевских лауреатов. По свидетельству современников, Резерфорд в те годы внешне был похож на спортсмена или агронома, проводящего много времени на свежем воздухе. Щеки его покрывал завидный румянец. На лице не было ни одной морщинки. Он всегда был весел, громко смеялся, живо реагируя на остроты. Непосвященным трудно было бы представить себе, что перед ними один из самых выдающихся физиков мира. По дороге в Швецию пароход, увозивший из Англии Резерфорда, сделал краткую остановку в столице Дании Копенгагене. Здесь незадолго до этого незнакомый еще Резерфорду двадцатитрехлетний физик-теоретик Нильс Бор тоже получил награду за свою первую научную pa­боту — золотую медаль Датского королевского общества. Встреча Резерфорда с Бором состоялась лишь спустя четыре года в Манчестере.

В 1959 году советский физик И. Е. Тамм, выступая в Московском Политехническом музее на вечере по случаю присуждения ему совместно с И. М. Франком и П. А. Черенковым Нобелевской премии, рассказывал, что Швеция относится к этим празднествам «как к событию общегосударственного значения. Вручение премий производится в торжественной обстановке по ранее вы­работанному и строго соблюдаемому ритуалу. Но эта торжественность не лишает простоты общения людей».

Утром 10 декабря 1908 года Резерфорд, одетый во фрак вместе с женой пешком отправился из гостиницы в Концерт-хауз, где происходит вручение премий. По традиции в этот день Концерт-хауз был украшен желтыми хризантемами, лавровыми  венками,  флагами разных стран.

Пока заполнялся зал, Резерфорд вместе с другими лауреатами стоял за кулисами. В зал вошло королевское семейство. Все присутствующие встали. Оркестр исполнил «песню короля». Трубачи подняли свои инструменты — отблески от начищенной меди пробежали через весь зал вплоть до второго яруса, переполненного студентами. В этот момент появилась процессия лауреатов — главных действующих лиц этого торжественного церемониала. Их сопровождали шведские академики. Лауреаты поклонились в сторону королевской семьи и сели в массивные кресла с высокими спинками. Все участники церемониала, не исключая и королевской семьи, стояли. Государственный маршал Швеции произнес короткую речь об основателе премии Альфреде Нобеле. Он заметил, что, несмотря на свои огромные богатства, Нобель был беспредельно одиноким человеком, говорившим на многих языках, ни один из которых не являлся для него родным. Затем представитель Национальной академии наук Швеции рассказал присутствующим о нобелевских лау­реатах, о важности и достоинствах выполненных ими работ.

После этого лауреаты один за другим спускались по ступенькам с эстрады, и король вручал каждому дип­лом и золотую медаль. После каждого вручения оркестр играл какое-нибудь известное классическое произведе­ние. В заключение церемониала был исполнен шведский национальный гимн. Королевские особы вышли из зала. За ними последовали лауреаты.

Резерфорд с женой оказались на пронизанной тума­ном площади Хеторг, забитой каретами. Их окружала нарядная толпа женщин в вечерних туалетах, важных господ во фраках, увешанных орденами.

Вечером в королевском дворце Резерфорды в числе 800 гостей принимали участие в банкете. В своем тосте Резерфорд шутливо заметил: «Я имел дело со многими разнообразными превращениями, которые я изучал в разные годы, но самым замечательным превращением было то, что я в один миг из физика превратился в хи­мика».

Как уже было сказано, Нобелевский комитет прису­дил Резерфорду Нобелевскую премию по химии. Ученые все еще не могли решить, к какой науке причислить ра­диоактивность: к химии или физике. Ведь, кроме физи­ков, ею продолжали активно заниматься знаменитые химики: Мария Кюри, Содди, Болтвуд, Ган и многие другие.

Как лауреат премии по химии Резерфорд счел своим долгом назвать Нобелевскую лекцию, прочитанную им в Стокгольмском университете, так: «О химической при­роде альфα-частиц радиоактивных веществ». Этот доклад вскоре был напечатан в Англии. Он содержал основы но­вой науки, созданной Резерфордом в ходе исследования α-частиц — радиоактивности. Позднее, после открытия ядерной модели атома, наука эта получила огромное распространение во многих странах мира под названием ядерной физики.

Вместе с дипломом и золотой медалью (которая не предназначается для ношения на лацкане пиджака, а является «настольной») лауреат получает крупную сумму денег, которая обычно большей частью используется для продолжения научно-исследовательской работы. Присуждение Нобелевской премии Резерфорду вскоре после того, как ее получили Анри Беккерель и супруги Мария и Пьер Кюри, свидетельствовало, что научная общественность всего мира высоко оценила важность изучения радиоактивности. Теперь уже исследователи из различных стран идут вслед за Резерфордом. Впоследствии многие из них станут лауреатами Нобелевской и других премий.

Из Стокгольма в Манчестер Резерфорд возвращался по железной дороге, пересекающей несколько стран Центр­альной Европы. Он посетил старинный голландский город Лейден. Этот скромный город вошел в историю мировой культуры как родина выдающихся произведений искусства и науки. Здесь жил и работал гениальный Рембрандт, создавший величайшие шедевры и основавший голландскую школу живописи. Современная физика также во многом обязана Лейдену. Здесь была создана лей­денская банка — первый в мире конденсатор электриче­ской энергии — и разработаны знаменитые «преобра­зования» Лоренца,  использованные Эйнштейном при создании теории относительности. В 1928 году, когда Лоренц умер, Эйнштейн произнес над его могилой речь, за­кончив ее словами: «Жизнь Лоренца — драгоценное произведение искусства».

Вместе с профессором Лоренцом, которого в то вре­мя называли «отцом теоретической физики», Резерфорд осмотрел две главные достопримечательности Лейдена: дом, где родился Рембрандт (он учился в Лейденском университете), и знаменитую лабораторию низких температур профессора университета Гейке Камерлинг-Оннеса. В ней была установлена первая в мире машина для сжижения самого «неподатливого» газа — гелия.

Резерфорд уже тогда интересовался работами Камерлинг-Оннеса и, в частности, методами получения жидкого гелия. После своих опытов по ожижению радона, успешно проведенных в Монреале, он предполагал, что криогенные исследования приобретут большую роль в изучении стро­ения вещества. И не ошибся.

Много лет спустя Резерфорд, будучи уже директором Кавендишской лаборатории, организует широкие иссле­дования в области низких температур. Для этих иссле­дований будет даже создана прекрасно оборудованная специальная Мондская лаборатория, директором которой станет П. Л. Капица.

В конце 70-х годов, когда пишется эта книга, низкие температуры уже давно используются для ядерных ис­следований, при изучении строения элементарных частиц и их взаимодействий, да и вообще во многих областях экспериментальной физики. Криогенные устройства ши­роко применяются и в технике, например, в электрон­ных вычислительных системах.

22 декабря 1908 года Резерфорд писал о своем путе­шествии по Голландии Отто Гану:

«Мы приехали в Амстердам в субботу около 8.30 утра и в 12.30 выехали в Лейден, где пробыли до 9 часов ве­чера, вместе с профессором Лоренцом осматривая ста­рый город и лабораторию. Я видел машину Каммерлинг-Оннеса для производства жидкого гелия, но не было времени повидаться с людьми. Затем мы совершили боль­шое путешествие в Харвич и прибыли домой в 4.40 в вос­кресенье после длительного и медленного путешествия в субботних поездах по Англии».

Итак, краткая поездка в Швецию закончилась, и Ре­зерфорд вернулся в Манчестер к своим прерванным ра­ботам.

Напомним, что еще в Монреале Резерфорд поставил опыт, целью которого было доказать идентификацию α-частиц с атомами гелия. Резерфорд тогда предполо­жил, что каждая α-частица является дважды ионизован­ными (т. е. потерявшими по два электрона) атомами ге­лия. Поставленный им опыт подтверждал его догадку, но был не вполне нагляден и оставлял возможность для критики. Резерфорд размышлял о том, как наглядно и неопровержимо показать, что α-частицы — это гелий. Понадобилось несколько лет, чтобы Резерфорд уже в Манчестере смог осуществить идею удивительного по своей наглядности опыта.

Этот исторический опыт по идентификации α-частиц и атомов гелия, выполненный Резерфордом в манчестер­ской лаборатории в начале 1909 года при участии Гейгера и Ройдса, имел огромное значение в физике. Он не оставил и тени сомнения в правильности теории радио­активного распада, разработанной Резерфордом и Содди в Мак-Гиллском университете. Теперь уже всем стало ясно, что в природе существует поразительное явление. Атомы химических элементов, расположенных в самом конце периодической таблицы Менделеева, способны са­мопроизвольно распадаться, и в этом процессе происхо­дит превращение одних элементов в другие.

Прибор для опыта Резерфорда и Ройдса был изготов­лен высококвалифицированным стеклодувом.

Запаянная стеклянная трубка 2 (рис. 2) напол­нена газом радоном. Тол­щина стенок этой трубки всего 0,01 миллиметра. Они достаточно тонки, чтобы α-частицы, испуска­емые радоном, могли проходить через них в трубку 3. Перед опытом из труб­ки 3 тщательно откачи­вался воздух. Однако че­рез несколько дней после начала опыта, т. е. на­полнения трубки 2 радо­ном, исследователи обна­руживали в трубке 3 на­копление какого-то газа. С помощью поднятия ртутного столбика газ сжимался в отростке 1, через который пропускал­ся электрический ток. При этом исследователи наб­людали характерные жел­тые линии спектра гелия. В разрядной трубке (от­росток 1) действительно был гелий.

Но может быть, гелий попал в трубку 2 по недосмотру вместе с радоном, а отту­да в трубку 3 и, наконец, в отросток 1?

Контрольный опыт дал отрицательный ответ на этот вопрос. Для опыта исследователи использовали точно такой же прибор, но наполняли трубку 2 не радоном, а чистым гелием. Через несколько дней в разрядной трубке спектральных линий гелия не обнаруживалось. В контрольном опыте гелий не мог пройти через стенки трубки 2 (хотя толщина их была всего 0,01 миллиметра) в трубку 3. α-частицы же легко проходили через тонкое стекло и накапливались в трубке 3, откуда переходили в отрос­ток 1. Чуть отвлечемся в сторону от нашего повествования, чтобы напомнить читателям о необычайной судьбе инер­тного газа гелия, который сначала открыли на Солнце в спектре солнечных лучей, затем в минералах и ещё позже — при изучении радиоактивных элементов.

На первых порах гелий применяли в технике для не­винных целей — наполнения воздушных шаров. Затем через десятки лет он был использован для изготовления термоядерного оружия огромной разрушительной силы. Но подлинным триумфом в карьере гелия будет осуществление невзрывного ядерного синтеза гелия, т. е. тер­моядерных реакций в промышленно-энергетических ус­тановках.

Среди видных ученых, работающих над проблемой управляемой (медленно протекающей) термоядерной ре­акции, мы видим ученика Резерфорда академика П. Л. Капицу. Здесь прослеживается определенная связь науки наших дней с работами Резерфорда. Ведь в по­следние годы жизни Резерфорд занимался изучением взаимодействий дейтонов (ядер тяжелого водорода — дейтерия). Совместно с Марком Олифантом и Хартеком он открыл сверхтяжелый изотоп водорода — тритий (Н₃) и изотоп гелия (Не₃). Открытие этих изотопов, как и изучение дейтона, вероятно, натолкнуло ученых на мысль о возможности получения управляемых термоя­дерных реакций.

В 1956 году академик И. В. Курчатов, выступая пе­ред научными сотрудниками английского атомного цент­ра в Харуэлле, указал на значение работ Резерфорда в этой области. Курчатов сказал:

«Сведениями о процессах взаимодействия дейтонов физика обязана великому основателю современного уче­ния об атомном ядре — Эрнесту Резерфорду. В одной из своих последних работ он исследовал те ядерные реакции, которые возникают в результате столкновения между  двумя дейтонами. Тогда нельзя было и подозревать о том, что обнаруженные им новые факты сделают более близкой перспективу овладения источниками энергии, которые до сих пор были скрыты только в горячих нед­рах сияющего над нами солнца и далеких звезд».

Но работы Резерфорда, о которых говорил Курчатов, относятся к кавендишскому периоду. Мы вернемся к ним в главе о Кавендишской лаборатории. Здесь же они крат­ко упомянуты в связи с идентификацией α-частиц и ге­лия, открывшей путь к дальнейшим важным ядерным исследованиям.

А сейчас расскажем об открытии Резерфордом ядра атома, начавшегося, казалось бы, с будничных работ в Манчестерской лаборатории, а именно счета α-частиц, ударяющихся о люминесцирующий экран.

Однажды Резерфорд попросил Марсдена считать α-частицы, не просто устремляющиеся от излучателя час­тиц к экрану, а проходящие через различные пластинки, установленные на их пути. Пластинки помещались в не­сложный прибор для сче­та α-частиц — спинтари­скоп — между излучателем и экраном.

Резерфорд заметил при этом, что Марсден вряд ли обнаружит что-либо любопытное. Скорее всего α-частицы будут лег­ко проходить через плас­тинки, если, конечно, пра­вильна модель атома Томсона.

В то время не было ос­нований сомневаться в ее незыблемости. Можно лишь гадать, почему, не­смотря на это, Резерфорд решил все-таки поставить такой опыт.

Марсден  приступил к работе. Экспериментальная установка была несложной. 

Коническая трубка 1, наполненная радоном (излучатель α-частиц), установлена под углом к тонкой металли­ческой пластинке 2. Свинцовый блок 3 преграждает путь α-частицам, испускаемым радоновым источником к сцинтилляционному экрану 4. Микроскоп 5 служит для на­блюдения на экране возможных сцинтилляций; они мог­ли бы происходить в случае отклонения α-частиц от ме­таллической пластинки.

Марсдена поразило в этих простых опытах то, что α-частицы ведут себя совсем не так, как должны были бы вести, если принять справедливой модель атома Томсона. Но Марсден не мог высказать каких-либо определен­ных соображений о причинах странного поведения α-час­тиц. Он как дотошный исследователь неоднократно повторял наблюдения, чтобы убедиться в отсутствии ка­кой-нибудь ошибки.

Увиденное в первом опыте подтвердилось при его повторениях: некоторые α-частицы (правда, их было не­значительное количество) вели себя необычно — они от­скакивали от пластинки назад в направлении излучате­ля. Такое явление крайне удивило Марсдена. Он продол­жал опыты, чтобы убедиться в том, что диффузное рас­сеяние не представляло собой поверхностного эффекта и что α-частицы проникли внутрь металла пластинки, и лишь затем немногие из них отклонялись на угол, боль­ший 90°, т. е. возвращались к излучателю. Это подтвер­ждалось тем, что количество отклонявшихся на большие углы частиц увеличивалось, когда Марсден увеличивал толщину пластинки.

Марсден сообщил Резерфорду об этих результатах, заметив, что они не согласуются с обычными представ­лениями о структуре атома, предложенными Дж. Томсоном. Впоследствии Резерфорд вспоминал, что информа­ция Марсдена произвела на него потрясающее впечатле­ние.

«Это было почти неправдоподобно, — говорил Резер­форд, — как если бы вы выстрелили пятнадцатифунто­вым снарядом в кусок папиросной бумаги и снаряд от­скочил бы обратно и поразил вас».

В его устах эта фраза звучала драматически и свиде­тельствовала о том, что Резерфорд получил новый твор­ческий импульс. Он не успокоится, пока не найдет объ­яснения загадочному явлению.

Патрик Блэкетт — один из многих учеников Резер­форда, писал в связи с этим событием, что Резерфорду было присуще очень конкретное и в высшей степени об­разное мышление. По словам Блэкетта, «он наглядно представлял себе α-частицы и атомы как материальные объекты, взаимодействующие подобно взаимодействию тел, согласно законам обычной динамики. Резерфорд по­нял, что силы, способные отклонить α-частицу на боль­шой угол, могут возникать лишь в том случае, если по­ложительный электрический заряд атома сконцентриро­ван в очень малом объеме».

Таким образом ставилась под сомнение модель ато­ма Томсона.

В самом деле, согласно этой модели положительный заряд распределен по всему атому, а электроны с отри­цательным зарядом, с которыми могла бы столкнуться α-частица, имеют гораздо меньшую массу, чем сама α-частица. Поэтому невозможно представить себе, чтобы α-частица повернула вспять при столкновении с легким электроном. Скорее можно было бы ожидать, что при таком столкновении α-частица слегка отклонится от сво­его прямолинейного пути.

Что же происходило на самом деле? Сейчас мы мо­жем легко ответить на этот вопрос. Но тогда нужно было иметь более чем смелое воображение, чтобы допустить, что мощный толчок, отбрасывающий α-частицу, мог быть получен только в том случае, если она натолкнулась на какую-то массивную преграду, имеющуюся в атоме. Огромное же большинство α-частиц, видимо, не встречая такого препятствия, легко проходило через свободное пространство в атоме.

Так у Резерфорда возникла идея о другой конструк­ции атома, отличающейся от Томсоновской. Через три недели после беседы с Марсденом Резерфорд рассчитал, что рассеяние α-частиц, наблюдавшееся его учеником, может быть объяснено существованием в атоме массив­ной части. Он назвал его ядром (nucleus), использовав но аналогии термин, принятый в биологии и обозначаю­щий центральную часть живой клетки (ядро клетки).

В предложенной Резерфордом модели атома ядро представляет собой маленькую массивную часть и рас­положено в центре системы. Вокруг ядра на большом отдалении от него по орбитам вращаются легкие электроны.

Атом подобен Солнечной системе в миниатюре. Поло­жительно заряженное ядро играет роль Солнца, а электроны, несущие отрицательный заряд,  представляют собой миниатюрные планеты, которые вращаются вокруг ядра — Солнца под действием электрических сил кулоновского притяжения. Поэтому вначале Резерфорд назвал свою модель планетарной. Ее также называли нуклеарной, т. е. ядерной моделью.

Так было сделано величайшее открытие в физике XX века.

На основе этого открытия развивалась обширнейшая наука об атомном ядре и ядерная техника, давшие одно из самых распространенных названий века — века ядерной энергии.

Выдающийся физик — ученик Резерфорда Чарлз Дарвин (внук великого естествоиспытателя) — вспоминал:

«Я считаю одним из важнейших событий в своей жиз­ни то, что произошло в моем присутствии спустя полчаса после рождения ядра. Это было во время воскресного ужина в манчестерской квартире Резерфорда. Я помню, как он говорил нам, что наблюдаемое рассеяние α-час­тиц показывает на существование в атоме необычайно могучих сил». Здесь речь идет о том, что во время этого ужина Резерфорд впервые высказал мысль о существо­вании ядра.

Открытие Резерфорда было высоко оценено большин­ством ученых мира. В нем увидели широкие возможности и перспективы для научного познания строения вещества.