1911년물리학
러더퍼드와 원자핵의 발견
러더퍼드가 금박에 알파 입자를 쏘는 실험으로 원자 중심에 작고 무거운 핵이 있음을 밝혔다. 원자 대부분이 텅 빈 공간임을 실험으로 처음 드러낸 순간이었다.
“러더퍼드는 허공에 총을 쐈다가 그 안에 벽이 있다는 것을 발견했다.”
이야기의 시작
얇은 금박에 입자를 쐈더니 하나가 뒤로 튕겨 돌아왔다. 러더퍼드는 '종이에 대포알을 쏘았더니 대포알이 튕겨 왔다'고 표현했다.
발견 전
톰슨의 건포도 푸딩 모형이 지배적이었다. 양전하가 고루 퍼진 덩어리 안에 전자가 박혀 있다면 알파 입자는 거의 직진해야 했다.
질문
얇은 금박에 알파 입자를 쏘면 어떻게 될까? 대부분 통과한다면 원자 내부는 주로 빈 공간 아닐까?
발견
대부분의 알파 입자는 금박을 그대로 통과했다. 그러나 약 8,000개 중 하나꼴로 크게 꺾이거나 뒤로 튕겼다. 이것은 원자 중심에 전하가 밀집된 작고 단단한 핵이 있음을 의미했다.
당시 반응
물리학계는 충격을 받았지만 수치가 너무 명확했다. 수년 만에 핵 모형이 표준이 되었고, 보어가 이를 발전시켜 현대 원자 모형의 기초를 놓았다.
세상이 바뀐 점
핵 원자 모형의 확립은 핵물리학·핵에너지·핵무기·방사선 의학 등 20세기 핵심 기술들의 기반이 되었다.
오늘날
핵발전소와 PET 스캔이 가능한 것은 러더퍼드가 원자 대부분이 텅 비어 있음을 밝혔기 때문이다.