Khám phá về proton và neutron

Ai phát hiện ra proton?

Phát hiện ra proton được ghi công cho Ernest Rutherford, người đã chứng minh rằng hạt nhân của nguyên tử hydro (tức là một proton ) có trong hạt nhân của tất cả các nguyên tử khác vào năm 1917.

Dựa trên những kết luận rút ra từ thí nghiệm lá vàng, Rutherford cũng được ghi nhận là người đã phát hiện ra hạt nhân nguyên tử.

Proton được phát hiện như thế nào?

• Ernest Rutherford quan sát thấy rằng các máy dò ánh sáng của ông đã phát hiện ra các hạt nhân hydro khi một chùm hạt alpha được bắn vào không khí.
• Sau khi nghiên cứu sâu hơn, Rutherford phát hiện ra rằng những hạt nhân hydro này được tạo ra từ các nguyên tử nitơ có trong khí quyển.
• Sau đó, ông tiến hành bắn chùm hạt alpha vào khí nitơ tinh khiết và quan sát thấy rằng số lượng hạt nhân hydro được tạo ra nhiều hơn.
• Ông kết luận rằng hạt nhân hydro có nguồn gốc từ nguyên tử nitơ, chứng minh rằng hạt nhân hydro là một phần của tất cả các nguyên tử khác.
• Thí nghiệm này là thí nghiệm đầu tiên báo cáo một phản ứng hạt nhân , được đưa ra bởi phương trình: ¹⁴ N + α → ¹⁷ O + p [Trong đó α là một hạt alpha chứa hai proton và hai neutron, và ‘p’ là một proton]
• Hạt nhân hydro sau đó được đặt tên là ‘proton’ và được công nhận là một trong những khối cấu tạo của hạt nhân nguyên tử.
  

Khám phá neutron

Việc phát hiện ra neutron có thể bắt nguồn từ năm 1930 khi các nhà vật lý hạt nhân người Đức Herbert Becker và Walther Bothe quan sát thấy rằng một dạng bức xạ xuyên thấu được tạo ra khi các hạt alpha do polonium phát ra va chạm vào các nguyên tố tương đối nhẹ như liti, berili, và boron. Bức xạ xuyên thấu này không bị ảnh hưởng bởi điện trường và do đó, được giả định là bức xạ gamma.

Vào năm 1932, các nhà khoa học người Pháp Frederic Joliot-Curie và Irene Joliot-Curie đã quan sát thấy rằng bức xạ xuyên thấu bất thường này, khi xảy ra sự cố trên sáp parafin (hoặc các hợp chất giàu hydro khác), gây ra sự phóng ra các proton năng lượng cao (~ 5 MeV) . Nhà vật lý người Ý Ettore Majorana đề xuất sự tồn tại của một hạt trung hòa trong hạt nhân của nguyên tử, hạt này chịu trách nhiệm về cách thức mà bức xạ tương tác với proton.

Sự hiện diện của các hạt trung hòa trong hạt nhân nguyên tử cũng được Ernest Rutherford đề xuất vào năm 1920. Ông cho rằng một hạt mang điện trung hòa, bao gồm một proton và một điện tử liên kết với nhau, cũng nằm trong hạt nhân của nguyên tử. Ông đặt ra thuật ngữ ‘neutron’ để chỉ các hạt mang điện trung hòa này.

Ai đã phát hiện ra neutron?

Nhà vật lý người Anh, Ngài James Chadwick đã phát hiện ra neutron vào năm 1932. Ông được trao giải Nobel Vật lý vào năm 1935 cho khám phá này.

Điều quan trọng cần lưu ý là neutron được Ernest Rutherford đưa ra lý thuyết lần đầu tiên vào năm 1920.

Làm thế nào mà neutron được phát hiện?

• James Chadwick đã bắn bức xạ alpha vào tấm berili từ một nguồn poloni. Điều này dẫn đến việc tạo ra một bức xạ xuyên thấu, không tích điện.
• Bức xạ này được thực hiện trên sáp parafin, một hydrocacbon có hàm lượng hydro tương đối cao.
• Các proton phóng ra từ sáp parafin (khi bị tác động bởi bức xạ không tích điện) được quan sát với sự trợ giúp của một buồng ion hóa.
• Phạm vi của các proton được giải phóng đã được đo và sự tương tác giữa bức xạ không tích điện và các nguyên tử của một số chất khí đã được Chadwick nghiên cứu.
• Ông kết luận rằng bức xạ xuyên thấu bất thường bao gồm các hạt không tích điện có (xấp xỉ) cùng khối lượng với một proton. Những hạt này sau đó được gọi là ‘neutron’.