Raumzeit - Provokation der Schoepfung

angebracht.
    »Nun, wir werden sehen, ob das Plumpudding-Modell von Thomson zutreffend ist oder nicht«, dröhnt die Stimme von Rutherford in die spannungsgeladene Stille, sodass Marsden und Geiger leicht zusammenzucken.
    »Wenn Thomson recht hat, setzt sich ja jedes Atom aus negativen Teilchen zusammen, die wie Rosinen, gleichmäßig verteilt, im Puddingteig eingebettet sind«, sagt Marsden.
    »Wobei in einem schweren Goldatom«, mischt Geiger sich ein, »viele negative Teilchen in einer größeren Menge positiven Teigs stecken müssten.«
    »Wir haben mit unserem Versuch hier die Chance«, übernimmt Rutherford, »festzustellen, ob Atome nicht doch im Inneren eine bestimmte Struktur besitzen, indem wir die dünne Goldfolie mit Alpha-Teilchen beschießen.«
    »Wenn die Flugbahn der Alpha-Teilchen abgelenkt wird, erfahren wir etwas über die Materie-Verteilung im Inneren der Goldatome«, Geiger berührt sanft die Ringstruktur des Aufbaus.
    »Hier ist natürlich wichtig, dass die Alpha-Teilchen in die Goldatome eindringen, um dann möglicherweise durch die innere Materie abgelenkt zu werden«, ergänzt Rutherford. »Denn nur so erhalten wir einen Hinweis auf den inneren Aufbau des Atoms. Alle Wissenschaft ist entweder Physik oder Briefmarkensammeln. Auf geht’s!« Der Nobelpreisträger für Chemie lacht polternd und gibt Geiger einen auffordernden Klaps, das Experiment durchzuführen. »Nur wenn wir in das Innere eines Atoms blicken können, enthüllen wir sein Geheimnis!«
    »Wir werden also ein geeignetes Geschoss in das Atom schießen, um zu sehen, wie der verdammte Plumpudding reagiert«, sagt Marsden und justiert mit Geiger die Messgeräte. »Na ja, die Rosinen werden uns schon nicht um die Ohren fliegen!«
    »Entweder die Alpha-Teilchen sausen durch die Goldfolie hindurch, oder sie werden wie Tennisbälle reflektiert«, Rutherford geht mit großen Schritten zu dem Tisch am Fenster und holt seine marmorierte Kladde und überprüft zum wiederholten Male seine Aufzeichnungen. Er verfolgt mit Spannung den Beginn des Experiments, das für Außenstehende wenig spektakulär erscheint. Und doch wird hier ein neues Kapitel in der Geschichte der Atomphysik aufgeschlagen.
    Aus dem Schlitz des Bleikastens lenken Geiger und Marsden einen geraden Strahl von Alpha-Teilchen – Heliumkerne aus zwei Protonen und zwei Neutronen – auf die Goldfolie, während Rutherford den Alpha-Detektor, der die Ablenkung der Teilchen registriert, beobachtet. Eine große Anzahl der Alpha-Teilchen dringt ohne oder nur mit geringer Ablenkung durch die Folie, um dann auf den Detektor A zu treffen. Einige Teilchen jedoch prallen überraschenderweise ab, werden abgelenkt, um von Detektor B aufgefangen zu werden.
    Die Sensation ist komplett! Das Plumpudding-Konzept von J. J. Thomson kann nicht zutreffen.
    »Das Ganze ist ja unglaublich!«, ruft Rutherford aus. »Das ist ja so, als ob wir eine 15-Zoll-Granate auf ein Stück Seidenpapier schießen würden, und das Geschoss käme geradewegs zurück und würde den Schützen treffen. Ich kann mir das nur so erklären, dass die gesamte Materie der Atome in einem winzigen Volumen als Atomkern konzentriert ist, dessen Radius etwa tausendmal kleiner als der Atomradius ist. Im Grunde genommen ist das Atom leer, bis auf diesen winzigen Atomkern! – Wir machen jetzt eine Pause, und dann wiederholen wir das Experiment noch einmal…«
    »Ich erinnere mich, als sei es gestern gewesen, mit welcher Begeisterung die Entdeckung des Atomkerns von der physikalischen und chemischen Wissenschaft aufgenommen wurde, als Rutherford mit seinen Schülern den Durchbruch bekanntgab«, stellte der dänische Physiknobelpreisträger Niels Bohr fest.
    Es war die Arbeit von J. J. Thomson, Ernest Rutherford, Niels Bohr und James Chadwick, die das dem Sonnensystem ähnliche Atommodell vorstellbar werden ließ. Nun waren Atome nicht mehr fundamentale Bausteine der Materie, sondern Objekte mit einem winzigen Kern, der sich wiederum aus Protonen und Neutronen zusammensetzt, umgeben von einer kreisenden Elektronenwolke. Um die Größenordnung eines Atoms mit seinem Kern zu verbildlichen, stellen wir uns einmal Folgendes vor: Das Atom hätte einen Durchmesser von 30 Kilometern, dann wäre der Kern in seinem Zentrum nicht größer als ein Golfball. Also besteht der größte Teil des Atoms aus »leerem« Raum.
    Die Elektronen um den Atomkern tragen weniger als ein Promille zur Masse bei.
    Anfang der Zwanzigerjahre kam Rutherford zu der