Před 90 lety Ernest Rutherford poprvé transmutoval prvky
Teď už vím, jak vypadá atom! Těmito památnými slovy pozdravil Ernest Rutherford, profesor fyziky na univerzitě v Manchesteru a čerstvý laureát Nobelovy ceny, jednoho předvánočního rána 1910 svého stážistu. Odpověděl tak – první na světě už nikoli domněnkou, nýbrž vědeckými důkazy – na prastarou otázku antických atomistů.
Před nedávnem dal jednomu z doktorandů za úkol prostudovat průchod paprsků alfa tenkými vrstvami kovů. „Od vašich pokusů nečekám nic zajímavého, ale pro jistotu se na to občas mrkněte.“
Podle tehdy platné „pudinkové“ teorie měly být atomy kladně nabité homogenní kuličky, ve kterých jako rozinky v pudinku „plavalo“ odpovídající množství záporných elektronů. V takovém případě by průletů částic alfa (rychle letících jader helia vznikajících při radioaktivní přeměně velmi těžkých atomových jader) ubývalo úměrně s tloušťkou prolétané vrstvy. Jenže! U tenounké zlaté fólie sice drtivá většina helionů podle očekávání bez problémů proletěla, avšak asi jedna osmitisícina se velmi odchýlila, až odrazila zpátky.
„Bylo to neuvěřitelné skoro tak, jako kdyby někdo vystřelil proti listu hedvábného papíru patnáctipalcový granát a ten se vrátil a zasáhl střelce,“ napsal Rutherford a hned vytvořil tzv. planetární model: Atom není stejnorodý „pudink“, nýbrž obsahuje rozměrově nepatrné, zato velmi hmotné, pro letící částice neprůchodné jádro, zatímco lehounké elektrony obíhají v prostupné „prázdnotě“ kolem něj obdobně jako planety kolem Slunce.
Však nedosti.
„Talk softly!“ (Ne tak zhurta!), bránil se někdy počátkem roku 1918 tentýž Rutherford, když mu členové jakési vojenské komise vytýkali pozdní příchod na schůzi. „Dělám zrovna pokusy, které dávají naději, že člověk může rozbít atom. Jestli se to podaří, pak to bude důležitější než celá ta vaše válka...“
Co vedlo tohoto významného badatele v oboru radioaktivity k tak razantnímu prohlášení? Ve své manchesterské univerzitní laboratoři už totiž nějakou dobu zkoušel, co se stane, když se částice alfa čelně srazí s jádrem jiného atomu.
Rozbije se zasažený atom, nebo se jenom odpálí jako kulečníková koule? Když začal ozařovat dusík, zjistil, že přitom vznikají protony. „To jsou jistě trefená jádra vodíku z všudypřítomné vlhkosti,“ usoudil badatel a terčový plyn pečlivě vysušil. Protony však vznikaly dál. Proto dusík ještě pečlivě přefiltroval, aby odstranil všechny mikročástice prachu, které by rovněž mohly obsahovat vodík. Ani to nepomohlo.
Nakonec musel uznat, že zdrojem nevysvětlitelných protonů je sám ozařovaný dusík. Když pak ve Wilsonově mlžné komoře (zařízení, které zviditelňuje dráhu mikročástic mlžnou stopou) změřil délku stopy tohoto dusíku, nemohl se dopočítat. Stopa byla kratší, než vyplývalo z teorie. Připomínala spíš dráhu stejným způsobem odraženého kyslíku – ten má kratší stopu, poněvadž má těžší jádro.
V červnu 1919 pak vědecký měsíčník The London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, zkráceně Philmag, přináší soubor čtyř Rutherfordových prací pod společným názvem Nepravidelný jev v dusíku, popisujících první uměle realizovanou jadernou reakci na světě: dusík zasažený částicí alfa dává kyslík a proton.
Namísto jaderného kulečníku tak Rutherford zahrál tuš všem dávným alchymistům, pokoušejícím se o transmutaci prvků.
