Cevap : Tarihçe

Bazı çekirdeklerin elektron ışıyarak 'beta' bozunmasına uğradıkları öteden beri biliniyor ve bu bozunma türü üzerinde yapılan ölçümler, herhangi bir aktif maddenin ışıdığı elektronların, süreklilik gösteren enerji değerlerine sahip olduğunu gösteriyordu Halbuki kuantum mekaniğine göre, atom veya çekirdekler belli enerji düzeylerinde bulunabildiğinden, ışınlanan elektronların kesintili enerji değerlerine sahip olması gerekliydi 1930 yılında Wolfgang Pauli, beta bozunmasındaki elektron spektrumunun sürekliliğini açıklamak için, nötrinonun varlığını önerdi Bozunma sırasında kuantum mekaniğine uygun olarak, belli miktarda enerji açığa çıkmakta, ancak bu enerji, elektronlarla nötrinolar arasında, değişebilen oranlarda paylaşılmaktadır Nötrinonun aranmasına başlanır
Atomun kuantum modeli oluşturulmuş, ancak arada önemli bir şey unutulmuş gibidir Çünkü çekirdeğin yalnızca protonlardan oluşması mümkün değildir Herhangi bir element, elektron sayısıyla belirlendiğine ve atom nötür olduğuna göre, çekirdekte elektron sayısı kadar proton olması gerekirken; çekirdek, bu sayıda protondan daha ağırdır Dolayısıyla, çekirdekte yüksüz bir üçüncü parçacığın daha olması gerekmekte, ancak belirlenmesinde güçlük çekilmektedir Çünkü yüklü parçacıklar, örneğin elektronlar, katot ışını tüplerinde bol sayılarla üretiliyor, proton ise hidrojenin iyonlaştırılmasıyla elde edilebiliyordu Keza radyoaktif maddelerden bazıları, yüklü alfa ve beta parçacıklarını, sürekli olarak ışınlıyordu Öte yandan bu yüklü parçacıkları, elektrik ve manyetik alanlarla yönlendirip biriktirmek suretiyle, küçük de olsa akımlar üreterek veya floresan yüzeylerle çarpıştırarak, varlıklarını belirleyip özelliklerini incelemek, görece kolaydı Halbuki yüksüz parçacıklar, çekirdeğin bir yerlerinde gizliydi ve ortaya çıkartılabilmeleri için, çekirdeğin parçalanması gerekiyordu Gerçi alfa parçacıklarının bombardımanıyla bunu başarmak mümkün olabilirdi Fakat aranan parçacıklar hem az sayılarla ortaya çıkacak, hem de yüksüz olduklarından, çevreleriyle etkileşime girip iz bırakamayacaklardı Dolayısıyla, doğrudan gözlenmeleri mümkün görünmüyor, o halde de, gözlenmesi daha kolay yüklü parçacıklara yol açmalarının sağlanması gerekiyordu

Bu düşüncelerden hareketle, James Chadwick 1932 yılında, alfa parçacıklarıyla bombardıman ettiği berilyum folyonun, farklı bir ışın yaydığını farketti Işınlar, yolları üzerine herhangi bir malzeme konulduğunda, çekirdeklerdeki protonlara çarpıp dışarı fırlamalarına yol açıyordu Chadwick, enerji ve momentumun korunumu ilkesinden hareketle; bu ışınların, protonun kütlesine yakın bir kütleye sahip, yüksüz parçacıklardan oluştuğunu belirledi Nötronu keşfetmişti Adını önerdi
Öte yandan, Dirac'ın öngördüğü pozitronun aranması çalışmalarına devam edilmektedir Ancak bu parçacığın, ortalıkta bolca dolaştığı görülmediğinden ve hangi koşullar altında oluştuğu bilinmediğinden, akla, güneşten gelen kozmik ışınlarda bulunabileceği fikri gelir Bu amaçla, seyrek olarak ve az sayıda oluşan yüklü parçacıkların gözlemlenebilmesi için, sis odaları geliştirilmiştir
Bu dedektörler, içi buharlaşma sıcaklığının altına kadar soğutulmuş buhar dolu odalardan oluşuyor ve yüklü parçacıklar buharın içinden geçerken, civardaki moleküllerle etkileşip, sıvı hale geçmelerine neden oluyordu Böylelikle parçacık patikalarını, sis odası içindeki sıvı zerrecikleri şeklinde belirlemek mümkündü 1932 yılında Carl Anderson böyle bir aygıtı kullanarak, kozmik ışınlarda pozitronun varlığını keşfetti Karşıtmadde gerçekti




1930'lu yılların başlarında, atom hakkındaki görüşler kritik bir aşamaya gelmişti Kuantum mekaniği elementlerin kimyasal etkinliklerini ve davranışlarındaki periyodikliği, yani periyodik tabloyu, atomların ışıma spektrumlarını açıklayabiliyordu Bu; kimya, elektrik ve manyetik, radyoaktivite ve kuantum mekaniği alanlarında, 19 yüzyılın sonlarından başlayarak yer alan ve 20 yüzyılın başlarında devam eden bir dizi keşif sayesinde mümkün olmuştu Atomun parçalarının anlaşılması için; kimya ve elektromanyetik alanlarından elektron hakkında, radyoaktivite alanından da çekirdek, proton ve nötron hakkında bilgilerin edinilmesi gerekmişti Bu yapıtaşlarının birbirlerine göre nasıl düzenlendiği ise; atomların ışıma spektrumunun Bohr'un atom modeline, 'parçacık-dalga davranışı'nın da kuantum modeline yol açmasıyla anlaşılmıştı Bu durumda atomlar, proton ve nötronlardan oluşan bir çekirdekle, etrafındaki elektron bulutlarından oluşuyor; dolayısıyla bu üç parçacık, maddenin temel yapıtaşlarını oluşturuyordu Atomun yapısı oldukça iyi anlaşılmış olduğuna göre, sıra çekirdeğe gelmişti İçine bir çomak sokulup, neler olup bittiğine bakmak gerekmekteydi Bu amaçla şimdiye kadar, doğal ve özellikle de radyoaktivite kökenli parçacıklar kullanılmıştı Halbuki çekirdek, protonların birbirini itiyor olmasına karşın, her nasılsa çok sağlam bir yapıya sahipti Dolayısıyla, iç yapısının kurcalanabilmesi için, doğal radyoaktivitenin sağlayabildiğinden daha girgin ve sağlam bir çomak arandı Akla, yüklü parçacıkların hızlandırılıp, çekirdeklere doğru yönlendirilmesi fikri gelir