Všechna práva © Interkom 1984 - 2000

       Vědecká výročí v prosinci.

Idea dělitelnosti látky - ve fyzikálním významu jako částicové, „hmatatelné“ formy hmoty (oproti „nehmotnému“ poli) - na atomy je stará dobře dvě tisíciletí, reálnou existenci atomů však ještě na počátku tohoto století část předních přírodovědců neuznává. A k tomu teď, nastojte, přistupuje idea dělitelnosti elektromagnetického záření! Ne, na zasedání Německé fyzikální společnosti v Berlíně, konaném v prosinci 1900, není řeč o dávno známém rozkladu světla na jednotlivé barvy hranolem, nýbrž o jakýchsi světelných kvantech, které mají vysvětlit palčivý nesoulad mezi teoretickým a skutečným vyzařováním absolutně černého tělesa...

       Kdoví, jak by to dopadlo, kdyby Röntgen svým objevem pronikavého záření před pěti lety nepřesvědčil vědu, že je leccos možné, a kdyby teď nepřednášel fyzik tak renomovaný, jako je Max Planck! Takhle dochází k zajímavému paradoxu: přestože kvantová teorie dosavadní rozporcovala svět - uznejte, že představa světa hlaďounkého jako dětská-ženské-mužský ... (doplniž si každý dle svého gusta) je hezčí, odpůrců nové teorie bychom našli možná méně, nežli odpůrců mnohem starší a vnitřně přijatelnější teorie atomové. A další paradox - k těm odpůrcům svým způsobem patří i samotný Planck; sám později přiznal (to už byla jeho teorie experimentálně potvrzená), že onu kvantovou formuli prostě uhádl a že ji považoval za jakousi prozatímní fintu, kterou budoucnost nahradí něčím lepším. Ještě řadu let se pak bránil pomyšlení, že energie záření skutečně JE kvantovaná...

       Na počátku tohoto století byl atom - alespoň těmi, kdož v něj věřili - považován za jakousi kouli se spojitě rozprostřeným kladným nábojem, ve které jsou elektrony (objevené koncem 19. století) roztroušeny tak, aby atom jako celek byl navenek neutrální. Potom však začal Ernst Rutherford se svými stážisty na manchesterské univerzitě studovat průchod paprsků alfa zlatou fólií. Jelikož byla jen tisícinu milimetru tenká a částice alfa mají značnou energii (řádu megaelektronvoltů), moc si od toho nesliboval. Ke svému úžasu zjistil, že zatímco drtivá většina helionů fólií podle očekávání bez problémů proletí, asi jedna osmitisícina se navzdory své razanci velmi odchýlí až odrazí zpátky. „Bylo to neuvěřitelné skoro tak, jako kdyby někdo vystřelil patnáctipalcový granát proti listu hedvábného popíru a ten granát se vrátil a zasáhl jeho samého,“ napsal později Rutherford.

       Trvalo skoro půldruhého roku, než velký fyzik kápl na vysvětlení. Poslední neděli před Štědrým dnem 1910 dokončil výpočty, aby pak pondělního rána vstoupil do své sklepní laboratoře s proslulým zvoláním: „Teď už vím, jak vypadá atom!“

       Takový správný „atom dle Rutherforda“ musel obsahovat rozměrově nepatrné, zato velmi hmotné jádro (to když helion trefil, byl jím odražen zpátky), zatímco lehounké elektrony obíhají v prostupné „prázdnotě“ kolem něj obdobně jako planety kolem Slunce.

       Tento experimentálním datům odpovídající, avšak fyzikálním zákonům o pohybu elektrických nábojů tuze odporující planetární model atomu vyprovokoval Nielse Bohra a pak další k vytvoření sofistikované „kuchařky mikrosvěta“ - kvantové mechaniky.

        

       „Vážené radioaktivní dámy a radioaktivní pánové!“, začíná dopis z prosince 1930 zaslaný účastníkům konference o radioaktivitě v německém Tübingenu. Kromě omluvy své nepřítomnosti v něm švýcarský fyzik Wolfgang Pauli zase jednou zachraňuje fyziku (jako předtím Planck a Bohr). Jak? Zjistilo se totiž, že při radioaktivní přeměně beta vznikající elektrony mají energii většinou nižší, než činí rozdíl energií mateřského a dceřiného jádra, čímž zdál se kácet jeden ze základních pilířů hned celé přírodovědy - zákon zachování energie... Fyzikální mesiáš přichází s „jednoduchým“ vysvětlením: při beta rozpadu vzniká ještě jedna částice, která chybějící energii odnáší. To si prosím dovoluje Pauli tvrdit v době, kdy jsou z elementárních částic kromě poněkud netypického fotonu (nemá klidovou hmotnost) známy toliko proton a elektron a o existenci dalších nikoho nenapadne ani snít! „Aťsi to zní třeba bláznivě, hlavně že zase platí naše staré dobré zákony zachování,“ oddechnou si (nejen) tübingenští.

       Přestože přímá detekce těchto nepatrných neutrálních částic, které Fermi pohotově nazývá neutrina (italsky neutronky), se podaří až za čtvrt století, vědecká obec s nimi bude od počátku operovat jako s hotovou věcí.

       Je pak jistě znakem smyslu přírody pro srandu, že právě tato netečná „nic“ (dokáží kupříkladu proletět naskrz zeměkoulí bez jediné srážky) skrývají tajemství osudu všeho - tedy vesmíru. Ten je jimi doslova prošpikován a tak velikost jejich celkové hmotnosti (to jest i průměrné hustoty vesmíru) pravděpodobně rozhoduje o tom, je-li všehomír uzavřený (oscilující), či otevřený (trvale expandující).