§ 60. Открытие протона и нейтрона

Учёные обратили внимание на важную закономерность: массы атомов разных веществ всегда кратны массе самого лёгкого элемента. Это наблюдение натолкнуло исследователей на мысль о фундаментальной роли лёгкого ядра в построении более тяжёлых атомов. После того как физики убедились в сложной внутренней структуре атомных ядер, перед ними встал закономерный вопрос о точном составе этих микрочастиц. В 1913 году Эрнест Резерфорд предложил гипотезу, согласно которой в основе ядерных структур всех известных веществ лежит ядро обычного водорода. Подобное предположение опиралось на накопленные тогда экспериментальные данные.

Исследователь предположил, что это именно ядро водорода, и дал ему название протон, взяв за основу древнегреческое слово, означающее первый. В 1919 году он организовал эксперимент по изучению столкновений альфа-частиц с азотными ядрами. При ударе высокоэнергетической альфа-частицы о ядро азота из него вылетала некая новая частица. Однако первоначальные наблюдения проводились методом сцинтилляций на флуоресцентном экране, поэтому точно установить природу вылетевшей частицы не удавалось. Убедиться в правильности гипотезы удалось лишь спустя несколько лет благодаря использованию специальной газовой камеры.

Внутри прозрачной колбы можно было наблюдать за движением заряженных частиц без помощи микроскопа. На экране появлялись светящиеся следы, показывающие траектории движения. Большинство из них представляло собой прямые линии, расходящиеся веером, что соответствовало полёту альфа-частиц без столкновений. Но среди них выделялся один след, который внезапно раздваивался, образуя характерную вилку.